Газорегуляторные пункты
Главная»Книги по котлам»Устройство и эксплуатация отопительных котельных малой мощности - Борщов Д.Я»Газорегуляторные пункты
Газорегуляторные пункты
Газорегуляторные пункты (ГРП) или установки (ГРУ) предназначены для: снижения давления газа до заданной величины; поддержания заданного, давления вне зависимости от изменений расхода газа и давления на входе в газорегуляторные пункты или ГРУ; прекращения подачи газа при повышении или понижении его давления после ГРП или ГРУ сверх установленных норм.
Отличие ГРУ от ГРП заключается в том, что первые сооружаются непосредственно у потребителей и предназначены для снабжения газом котлов и других агрегатов, расположенных только в одном помещении, в то время как газорегуляторные пункты оборудуются на городских распределительных газовых сетях или объектах коммунально-бытового назначения. Принципиальные схемы ГРП и ГРУ аналогичны.
Газорегуляторное оборудование может быть размещено в отдельно стоящем здании, в помещении, встроенном в котельную, или в металлических шкафах снаружи здания. В последнем случае установка называется "шкафные газорегуляторные пункты" (ШРП). Грозозащита помещения ГРП необходима в тех случаях, когда здание ГРП не попадает в зону грозовой защиты соседних объектов. В этом случае устанавливают молниеотвод. Если здание ГРП находится в зоне грозовой защиты других объектов, то в нем оборудуют только контур заземления. Помещение ГРП оборудуют пожарным инвентарем н приспособлениями (ящик с песком, огнетушители. кошма и т. д.).
Газовое оборудование ГРП. В комплект оборудования ГРП входят: фильтр для очистки газа от механических примесей; предохранительно-запорный клапан, автоматически отключающий подачу газа потреби-елям в случае выхода из строя регулятора давления газа; регулятору, давления газа, снижающий давление г газа и автоматически поддерживающий его на заданном уровне; предохранительно-сбросной клапан (гидравлический или пружинный) на выходе газа, обеспечивающий сброс избыточного газа в случае повышения давления газа выше допустимого f- (рабочего) на выходе из ГРН. и манометры для замера давления газа на входе и выходе из ГРП.
Основная линия, на которой размещена газовая аппаратура, обору дуется обводным газопроводом (бай пасом) с двумя задвижками, с по мощью которых при неисправности основной линии вручную производя регулирование давления газа. В газорегуляторные пункты небольшой пропускной способности на выходе ставит ротационные счетчики для замера количества израсходованного газа. Для сброса газа устанавливают продувочные газопроводы (свечи). Размещение оборудования ГРП показано рис. 79.
Типы регуляторов давления, регуляторы давления являются основными приборами ГРП. Они отличаются размерами, устройством, диапазона входных и выходных давлений способами настройки, регулировки т. п. Регуляторы давления газо-подразделяются на регуляторы: прямого действия, использующие энергию газа в газопроводе; непрямого действия, работающие на энергии посторонних источников (пневматических, гидравлических и электрических); промежуточного типа, использующие энергию газа в газопровода снабженные усилителями, как и регуляторы непрямого действия.
Наибольшее распространение в системах газоснабжения отопительных котельных получили регуляторы прямого действия, как наиболее простые и надежные а работе. В свою очередь эти регуляторы подразделяются на пилотные и беспилотные. Пилотные регуляторы имеют управляющее устройство (пилот) и отличаются от беспилотных большими размерами и пропускной способностью.
Основным конструктивным узлом всех регуляторов прямого действия служит клапан. Клапаны регуляторов могут быть с жестким уплотнением (металл по металлу) и мягким (резина и кожа) лапаны с мягким уплотнением будут точнее выдерживать заданное давление за регулятором. Пропускная способность регулятора зависит от размера клапана и величины его хода, поэтому ту или иную конструкцию регулятора подбирают по максимально возможному потреблению газа, а также по размеру клапана и величине его хода. Площадь сечения седла составляет 16- 20 % площади сечения подводящего штуцера. Максимальное расстояние, на которое может отходить клапан от седла, составляет 25-30 % диаметра его седла. Пропускная способность регулятора зависит также от перепада давления, т. е. от разности давлений до и после регулятора, плотности газа и конечного давлении. В инструкциях и справочниках имеются таблицы пропускной способности регуляторов при перепаде в 1000 мм вод. ст. Для определения пропускной способности регуляторов необходимо делать пересчет. Ниже рассматриваются некоторые из наиболее распространенных типов Регуляторов РД и РДУК.
Регуляторы РД. Они используются Для ГРП небольшой производительности и являются беспилотными. Маркируют их по диаметру условного прохода: РД-20, РД-25. РД-32 и РД-50.
аксимальная пропускная способность газа первых трех типов 50 м3/ч и последнего-150 м3/ч.
Первые три типа имеют одинаковые габаритные размеры и отличаются лишь присоединительными размерами входных и выходных патрубков. Регуляторы РД-20 не изготовляются.
В последнее время выпущены модернизированные регуляторы РД-32М и РД-50М, имеющие по два входных штуцера. Устройство и принцип действия этих регуляторов одинаковы. На рис. 80 показано устройство регулятора РД-32М.
Принцип его работы заключается в следующем: при уменьшении потребления газа давление после регулятора начинает увеличиваться. Это передается по импульсной трубке под мембрану. Мембрана под давлением газа идет вверх, сжимая пружину до тех пор, пока силы давления газа и пружины не уравновесятся. Движение мембраны вверх передается системой рычагов на клапан, который прикрывает отверстие для прохода газа В результате этого давление газа уменьшается до заданной величины.
При увеличении потребления газа давление после регулятора начинает падать. Это передается по импульсной трубке под мембрану, которая под действием пружины идет вниз, и посредством системы рычагов клапан открывается. Проход для газа увеличивается, и давление газа после регулятора восстанавливается до заданной величины. Пропускная способность регуляторов РД-32М и РД-50М составляет 190 и 780 м/ч. Регуляторы РДУК. В эксплуатации применяют регуляторы РДУК-2-50, РДУК-2-100 и РДУК-2-200, которые отличаются один от другого величиной условного прохода соответственно равной 50, 100 и 200 мм. Максимальная пропускная способность этих регуляторов составляет 6600, 17 850 и 44 800 м/ч.
Регуляторы РДУК (рис. 81) устанавливают в комплекте с регуляторами (пилотами) КН-2 (низкого давления) и КВ-2 (высокого давления). Для получения выходного давления газа в пределах 0,5-60 кПа (50-6000 мм вод. ст.) применяют пилот КН-2, а в пределах 0,06-0,6 МПа (0,6-6 кгс/см) - пилот КВ-2.
Работа регулятора РДУК осуществляется следующим образом: при уменьшении потребления газа давление после регулятора начинает возрастать. Это передается по импульсной трубке 1 на мембрану пилота, которая, опускаясь вниз, закрывает клапан пилота. Проход газа через пилот по импульсной трубке 2 прекращается, поэтому давление газа под мембраной регулятора тоже падает. Когда давление под мембраной РДУК станет меньше массы тарелки и давления, оказываемого клапаном регулятора, мембрана пойдет вниз, вытесняя газ из-под мембраной полости через импульсную трубку 3 на сброс. Клапан начинает закрываться, уменьшая отверстие для прохода газа Давление после peгулятора уменьшится до заданной величины.
При увеличении потребления газ давление после регулятора начиная падать. Это передается по импульсной трубке на мембрану пилоту. Мембрана пилота под действием пружины идет вверх, открывай клапан пилота газ с высокой стороны по импульсной трубке 2 поступает на клапан пилота и затем по импульс-трубке 3 идет под мембрану регулятора. Часть газа поступает на сброс по импульсной трубке 4, а часть под мембрану.
Давление газа под мембраной регулятора возрастает и, пересиливая массу грузовой тарелки и усилие клапана, заставляет его двигаться вверх. Клапан регулятора при этом открывается, увеличивая отверстие для прохода газа. Давление после регулятора повышается до заданной величины.
При повышении давлении газа перед регулятором сверх установленной нормы работа последнего происходит аналогично работе этого прибора при снижении потреблении газа.
Предохранительные устройства регуляторов. Указанные устройства устанавливают перед регулятором давления газа. Их мембранная головка через импульсную трубку соединена с газопроводом конечного давления. При увеличении или уменьшении рабочего давления газа сверх или ниже установленных норм предохранительно-запорные клапаны автоматически отсекают подачу газа на регулятор.
Предохранительно-сбросные устройства, применяемые в газорегуляторные пункты, обеспечивают сброс избыточного количества газа в случае неплотного закрытия предохранительно-запорного клапана или регулятора. Предохранительно-сбросные устройства устанавливают на отводящем патрубке газопровода (после регулятора) и входным штуцером подключают к отдельной свече. При повышении давлении газа сверх установленной нормы его излишки сбрасываются в свечу.
Величина допустимого повышения входного давления, на которое настраивают сбросное устройство, должна быть меньше, чем для предохранительно-запорного клапана.
Предохранительный запорный клапан. Наиболее распространенными из них являются предохранительные клапаны низкого (ПКН) и высокого (ПКВ) давления. Предохранительный запорный клапан ПКВ (рис. 82) имеет входной и выходной фланцы на корпусе. Внутри корпуса имеется седло, на которое сверху садится клапан с мягким уплотнителем.
Уравнительный клапан у ПКВ я встроен в корпус основного клапана, чем он и отличается от ПК старой конструкции. Чтобы поднять основной! клапан, сначала открываю уравнительный. Газ, поступая под основной клапан через уравнительный, выравнивает давление до и после основного клапана, который после этого легко поднимается.
Система рычагов соединяет основной клапан с расположенной в верхней части ПКВ чувствительной головкой, которая приводит в действие эти рычаги, закрывающие клапан. В результате клапан дополнительно прижимается давлением газа к седлу. Чувствительной частью головки является мембрана, на которую сверху давит груз, а снизу газ, поступающим по импульсной трубке со стороны низкого давления. Над мембраной расположена пружина, которая не действует на мембрану, находящуюся в нормальном среднем положении.
При поднятии вверх мембрана упирается в пружину. При дальнейшем ее подъеме пружина начинаете сжиматься, противодействуя движению мембраны. Сжатие пружины можно регулировать стаканом, расположенным в верхней части головки Шток мембраны соединен горизонтальным рычагом с молотком. Предохранительный запорный клапан действует следующим образом: повышение давления сверх допустимого в газопроводе (после регулятора) передается по импульсной трубке под мембрану ПКВ, которая поднимается вверх, преодолевая массу грузе и противодействие пружины. Горизонтальный рычаг, соединенный со штоком мембраны, приходит В движение и расцепляется с молотком. Молоток падает и ударяет по рычагу соединенному со штоком основного клапана, который при этом закрывается, перекрывая проход для газа.
Понижение давлении сверх допустимого в газопроводе (после регулятора) передается по импульсной трубке под мембрану, которая под действием груза начинает опускаться. При этом вновь нарушается сцепление горизонтального рычага с молотком. Молоток Падает, и основной клапан ПКВ закрывается. Предохранительный клапан низкого давления ПКН отличается от предохранительного клапана высокого давления ПКВ тем, что у него отсутствует опорное кольцо, ограничивающее рабочую поверхность мембраны. Кроме того, тарелка на мембране у ПКН имеет больший диаметр.
Сбросные предохранительные устройства. Повышение давления газа после регулятора опасно для газопровода и приборов, установленных на нем. Оно может несколько уменьшаться при работе сбросных предохранительных устройств. Сбросные предохранительные устройства в отличие от предохранительных запорных не перекрывают подачу газа, а лишь сбрасывают часть его в атмосферу, уменьшая давление газа в газопроводе за счет увеличения его расхода.
Различают гидравлические, рычажно-грузовые, пружинные и мембранно-пружинные предохранительные сбросные устройства. Гидравлический сбросной предохранитель (гидрозатвор) (рис. 83). Наиболее распространен при использовании газа низкого давления. Он отличается простотой и надежностью в работе.
Мембранно-пружинный сбросной клапан ПСК (рис. 84) В отличие от гидрозатвора он имеет меньшие размеры и может работать на низком и среднем давлении. Выпускают два типа спускных клапанов: ПСК-25 и ПСК-50, отличающихся один от другого только габаритами и пропускной способностью. Газ из газопровода после регулятора поступает на мембрану ПСК. ЕСЛИ давление газа сверху больше, чем давление пружины снизу, то мембрана отходит вниз, клапан открывается и газ выбрасывается в атмосферу. Как только давление газа станет меньше, чем усилие пружины, клапан закрывается. Регулировка степени сжатия пружины осуществляется винтом.
Фильтры (рис. 85). Существуют различные типы фильтров (сетчатый типа ФГ, волосяной, висциновый с кольцами Рашига) которые устанавливаются в зависимости от типа регулятора, диаметра газопровода и давления газа. Около регулятора РД устанавливают сетчатый фильтр типа ФГ, окаю РДС и РДУК-волосяной. На больших ГРП, а также на газопроводах высокого давления устанавливают висциновые фильтры с кольцами Рашига.
Наиболее широкое распространение в городском газоснабжении получил волосяной фильтр (см. рис. 85, а). Обойма кассеты с обеих сторон обтянута металлической сеткой, которая задерживает крупные частицы механических примесей. Более мелкая пыль оседает внутри кассеты ка спрессованом конском волосе, смачиваемом висциновым маслом. Кассета фильтр оказывает сопротивление потоку газа поэтому до и после фильтра возникает определенный перепад давления. Для замера его установлены манометры, по показаниям которых судят степени его засоренности. Повышение перепада давления газа в фильтре более 10 кПа (1000 мм вод. ст.) не допускается, так как это может вызвать унос волоса из кассеты. Чтобы уменьшить перепады давления, кассеты фильтра рекомендуется периодически очищать. Внутреннюю полость фильтра следует протирать тряпкой, смоченной в керосине. Очистку кассет производят вне здания ГРП.
На рис. 85, б показано устройство фильтра, предназначенного для ГРП. оборудованного регулятором РДУК. Фильтр состоит из сварного корпуса с присоединительными патрубками для входа и выхода газа, крышки и заглушки. Внутри корпуса имеется сетчатая кассета, набитая конским волосом или капроновой нитью. Внутри корпуса со стороны входа газа приварен металлический лист, защищающий сетку от прямого попадания твердых частиц. Твердые частицы, поступающие с газом, ударяясь в металлический лист, собираются в нижней части фильтра, откуда их периодически удаляют через люк. Оставшиеся в потоке газа твердые частицы фильтруются в кассете, которую по мере необходимости также можно прочитать. Для очистки и промывки кассеты верхняя крышка фильтра сделана съемной. Для замера перепада давления, который возникает при прохождении газа через фильтр, используют U-образные дифференциальные манометры, присоединяемые к специальным штуцерам до и после фильтра независимо от наличия фильтра в комплекте оборудования ГРП перед ротационными счетчиками устанавливают дополнительное фильтрующее устройство (см. рис. 85, в).
Контрольно-измерительные приборы (КИП). В газорегуляторные пункты для контроля за работой оборудования и замера расхода газа устанавливают следующие КИП: термометры для замера температуры газа, показывающие и регистрирующие (самопишущие) манометры для замера газа, приборы для регистрации перепада давлений на скоростных расходомерах (при необходимости), приборы учета потребления (расхода) газа (газовые счетчики или расходомеры).
Температуру газа замеряют для введения поправок при подсчете его расхода. Если расходомер находится после регулятора давления газа, то термометр устанавливают на участке газопровода между регулятором и приборами учета расхода газа. Контрольно-измерительные приборы следует располагать непосредственно у места замера или на специальном приборном щитке. Если КИП монтируют на приборном щитке, то для замера используют один прибор с переключателями для замера показаний в нескольких точках. Для замера расхода газа до 2000 м/ч при давлении до 0,1 МПа (I кгс/смг) применяют ротационные счетчики, а при больших расходах и давлении используют измерительные диафрагмы. Импульсные трубки от диафрагм подключают к вторичным приборам (кольцевым или поплавковым дифференциальным манометрам).
Место установки счетчиков и расходомеров выбирают с учетом возможности удобного снятия их показаний и проведении работ по их обслуживанию и ремонту без прекращения подачи газа. КИП к газопроводам присоединяют стальными трубами. Для сборки приборных щитков можно использовать трубки из цветного металла. При давлении газа до 0,1 МПа (1 кгс/см2) применяют резиновые трубки длиной до 1 м и диаметром 8-20 мм. Импульсные трубки соединяют сваркой или резьбовыми муфтами. Контрольно-измерительные приборы с электрическим приводом, а также телефонные аппараты должны быть во взрывозащищенном исполнении. в противном случае их ставят в помещении, изолированном от ГРИ, или снаружи в запирающемся ящике.
Приборы для измерения потребления (расхода) газа. Указанные приборы устанавливаются в соответствии с "Правилами измерения расходов газа и жидкостей стандартными устройствами" РД50-213-80. Для учета потребления газа в ГРГ устанавливают счетчики газа и расходомеры, которые ведут учет газа в кубических метрах при рабочих условиях (давлении и температуре), а расчет с потребителями производится при стандартных условиях (давление 0.102 МПа; 760 мм рт. ст. и температура 20 °С). Поэтому показанное приборами количество газа приводится к стандартным условиям. В небольших средних по производительности ГРП нашли широкое применение объемные ротационные счетчики типа PC. В настоящее время указанные счетчики счетчика. Счетчик состоит из корпуса, двух профилированных роторов, коробки с шестернями, редуктора, счетного механизма и дифференциального манометра. Газ через входной патрубок поступает в рабочую камеру, где размешены роторы. Под действием давления протекающего газа роторы начинают вращаться. При этом между одним из них и стенкой камеры образуется замкнутое пространство, заполненное газом. Вращаясь, ротор выталкивает газ в газопровод, идущий к потребителю. Каждый поворот ротора передается через коробки с шестернями и редуктор счетному механизму. Счетчики установлены на вертикальных участках газопроводов так, чтобы поток газа направлялся через счетчик сверху вниз. При необходимости измерения больших количеств газа допускается параллельная установка счетчиков. Погрешность учета счетчика PC не превышает 23%.
Выпускаются счетчики следующих модификаций: PC-25; PC-40; РС-100; PC-250; PC-400; РС-600М и РС-1000. Цифры соответственно указывают номинальную пропускную способность счетчика в м3/ч. Для измерения потребления больших количеств газа применяют скоростные расходомеры. Их устанавливают на крупных ГРП и объектах. Расходомеры в зависимости от принятого метода измерения подразделяются на те, действие которых основано на дросселировании потока газа через сужающие устройства, устанавливаемые на газопроводах, и расходомеры, действие которых основано на определении потребления (расхода) по скоростному напору потока газа. Широкое распространение в газовом хозяйстве нашли расходомеры с сужающими устройствами в виде металлических диафрагм (шайб).