Узел редуцирования

Узел редуцирования [44] предназначен для снижения высокого входного давления газа РВХ = 12±75 кгс/см2 до низкого выходного давления РВЫХ = 3±12 кгс/см2 и автоматического поддержания заданного давления на выходе из узла редуцирования, а также для защиты газопровода потребителя от недопустимого повышения давления.

После осушки газа и удаления механических примесей и отвода конденсата газ поступает в узел редуцирования.

Узел редуцирования газа является на ГРС самым важным. Здесь газ высокого давления понижается до заданного и автоматически поддерживается. Узел редуцирования состоит из газо-регулирующего оборудования, запорной арматуры, линий редуцирования, системы защитной автоматики и аварийной сигнализации. В схемах узла редуцирования применяют:

- стальную регулирующую арматуру на условное давление 6,3 МПа

- клапаны регулирующие непрямого действия типов ПРК и др.

- регуляторы давления прямого действия типов РДМ-64, РД-64, РДПР-1, РДУ-80.

На ГРС большой производительности применяют чаще регулирующие клапаны, так как они позволяют быстро изменить регулируемое давление на выходе клапана и имеют большой выбор типоразмеров.

В качестве командных приборов к клапанам непрямого действия применяют пропорциональные регуляторы давления типа РД [13]. Регулирующие клапаны выпускают двух видов: нормально открытые ВЗ (воздух закрывают) и нормально закрытые ВО (воздух открывают). В конструкциях клапанов вида ВЗ командное давление подводится на верх мембраны, а вида ВО - под мембрану.

Все регулирующие клапаны состоят из регулирующего органа (клапана) и мембранного привода, соединенного через шток с золотником клапана. Задание выходного давления газа во всех типах регулирующих клапанов осуществляется нагружением штока клапана пружиной.

Конструкция регулирующих клапанов типов 25-48 нж, 25-50 нж предусматривает возможность перестройки клапана с вида ВЗ на ВО и наоборот. При изменении выходного давления за регулирующим клапаном в большую или меньшую сторону от заданного значения изменяется давление газа, поступающего в полость мембранного привода от пневматического регулятора давления. При увеличении давления командного газа на мембрану исполнительного механизма пружина сжимается, и шток с золотником опускаются. В клапане вида ВЗ при этом золотник закрывает проходное отверстие седла, а в клапанах вида ВО золотник открывает проходное сечение седла. При уменьшении давления командного газа на мембрану исполнительного механизма усилием разжимающейся пружины золотник клапана вида ВЗ открывает, а золотник клапана вида ВО закрывает проходное сечение седла. Регулирующие клапаны устанавливают на линиях редуцирования последовательно по два с обвязкой на каждый командный прибор или на один прибор [14].

На газораспределительных станциях применяют регуляторы непрямого действия с усилителем типа РДУ, выпускаются следующих модификаций: РДУ-50, РДУ-80, РДУ-100, основные технические данные которых приведены в таблице 2.4 [17].

Таблица 2.4 - Технические характеристики регуляторов давления типа РДУ

Регуляторы РДУ [15] который показан на рисунке 2.1, каждого типоразмера имеют три основных узла (унифицированные для всех типоразмеров): исполнительное устройство, усилитель и редуктор перепада.

Исполнительное устройство является конечным звеном системы автоматического регулирования. При перемещении затвора изменяется проходное сечение устройства, а следовательно, количество проход газа. Это обеспечивает поддержание выходного давления на заданном значении при колебании газопотребления. Перемещение затвора происходит за счет изменения управляющего давления, поступающего на привод исполнительного устройства от усилителя.

Для обеспечения герметичности исполнительного устройства к седлу винта крепится капролоновая прокладка. Затвор выполнен в виде тонкостенной трубы и связан с мембранным приводом с помощью диска и двух шайб. В исходном положении затвор прижат к седлу возвратной пружиной. В полость А привода через отверстие подается выходное давление, а в полость В через отверстие Г - управляющее давление (от усилителя). Отверстие во фланце корпуса служит для подачи входного давления к редуктору.

Усилитель предназначен для непрерывного измерения выходного давления, сравнивания его с заданным при настройке, и в случае отклонения от заданного изменения управляющего давления. Для питания усилителя используется энергия входного давления.

1 - затвор; 2 - седло; 3,4 - мембраны; 5 - пружина; 6 - клапан; 7 - сбросное седло; 8 - возвратная пружина

Рисунок 2.1 - Схема регулятора давления типа РДУ

Мембранно-пружинный механизм усилителя включает в себя две эластичные мембраны, жестко связанные с помощью муфты, стакана, втулки и двух дисков, а также пружину сжатия. Натягивается она за счет вращения регулировочного винта.

Клапанное устройство состоит из подающего седла. Выполненного в виде отверстия во втулке, клапана двойного действия с пружиной и сбросного седла, зажатого между муфтой и втулкой. Через отверстие А во втулке давление питания (от редуктора) подается на усилитель, а через отверстие Б в корпусе управляющее давление - на привод исполнительного устройства. В контрольную камеру В через отверстие Г поступает регулируемое давление из выходного трубопровода.

Редуктор перепада давления предназначен для снижения высокого входного давления и поддержания постоянного перепада давлением питания усилителя и выходным давлением.

Газ с входным давлением через отверстие А поступает в Б, проходит через зазор, образуемый клапаном и седлом, редуцируется и идет на питание усилителя. Величина давления усилителя зависит от усилия сжатия пружины и превышает давление, которое подается в полость В редуктора (примерно на 2-З кгс/см2.

Принцип действия регулятора РДУ следующий. Газ высокого давления (55 кгс/ем из подводящего газопровода поступает в полость А исполнительного устройства, проходит через зазор, образуемый затвором и седлом, и редуцируется. Выходное давление устанавливается за счет настройки усилителя. Отклонение выходного давления в результате изменения газопотребления или входного давления воспринимается чувствительным элементом усилителя (мембраной). С помощью клапана усилителя преобразуется в пневматический сигнал, поступающий в полость Б привода исполнительного устройства.

Автоматическое поддержание выходного давления в заданных пределах осуществляется следующим образом: повышение его вызывает перемещение подвижной системы усилителя, состоящей из двух жестко связанных мембран, вверх за счет нарушения равновесия Действующих на нее сил: усилия пружины, с одной стороны, и выходного давления - с другой. При этом сбросное седло отходит от клапана, что приводит к стравливанию некоторого количества газа из полости В усилителя и полости Б привода исполнительного устройства. Управляющее давление понизится, и затвор под действием возвратной пружины пойдет на закрытие. Расход газа через регулятор уменьшается до восстановления выходного давления в заданных пределах. При уменьшении выходного давления регулятор работает в обратном порядке.

На ГРС редуцирование газа осуществляется по пяти ниткам, которые выдают газ потребителям Сохрановского района Ростовской области. Для редуцирования газа выбираем регуляторы давления прямого действия типа РДУ80 характеристики, которых приведены в таблице 2.5 [16].

Таблица 2.5 - Технические характеристики регуляторов давления прямого действия