Все о транспорте газа

Особенности использования композитных газовых баллонов

Композитные газовые баллоны в последнее время приобретают все большую популярность. Это обусловлено их преимуществами над стальными собратьями.

• Вес. Легче стального почти вдвое.
• Удобство обращения. Есть удобные ручки.
• Прозрачность. Уровень заполнения можно легко увидеть.
• Удобство хранения. Можно ставить один на другой и штабелировать.
• Срок службы. Срок службы практически неограничен.
• Безопасность эксплуатации. Обуславливается отсутствием искрообразования и встроенными в газовый баллон предохранительным клапаном и плавкой вставкой.

Поставляемые на российский рынок композитные баллоны производятся в Чехии, Норвегии ив Индии. При покупке такого баллона нужно обязательно уточнить стандарт присоединения. Если газовый баллон укомплектован по российскому стандарту — можно использовать обычный редуктор под газовый баллон. Если же газовый баллон поставляется с европейским разъемом, то потребуется либо заказать переходник, либо приобрести импортный редуктор. Следует учитывать, что каждое дополнительное соединение повышает риск утечки газа.

Производители регуляторов

Устройства для управления и контроля потоками газовых смесей в России широко представляют как отечественные, так и зарубежные изготовители. В частности, завод «Газаппарат» предлагает высокоточные регуляторы серии РДНК, которые стабильно поддерживают рабочие показатели в системе независимо от активности потребления газа. Еще один производитель качественных устройств для регуляции давления в газопроводах – предприятие «Метран», которое занимается разработкой контрольно-измерительных систем совместно с крупной зарубежной компанией Emerson. Данная продукция используется в промышленности и в бытовой сфере. Например, газовые службы задействуют в управляемых хозяйствах системы серии 1098-EGR, которые отличаются быстрым откликом, точностью настроек параметров и высокой производительностью. Базовые модификации вполне годятся для линий подачи газового топлива к сетевым и локальным точкам забора. Комплексно подходит к задачам контроля топливно-газового расхода предприятие «ГасТех». Специалисты предприятия разрабатывают индивидуальные решения для обслуживания газовых установок разного типа независимо от их сопряженности с другим оборудованием.

Устройство регуляторов

Устройство регулятора давления содержит в себе две составляющие – регулирующий элемент и исполнительную часть. Главная деталь исполнительной части называется чувствительным элементом, производящим сравнение сигнала, исходящего от задатчика с показателями текущего давления. После чего исполнительная часть преобразовывает полученный сигнал в регулирующее действие. Стоит отметить, что регуляторы бывают прямого, а также непрямого действия, но оба эти вида имеют как прерывное, так и непрерывное действие. Регуляторы, обладающие прямым действием, имеют регулирующий элемент в прямом виде, который действует при помощи усилия. Устройства, имеющие непрямое действие, приводят в работу регулирующий элемент при помощи стороннего источника, к примеру, воздуха, газа, либо же жидкости.

Эксплуатация регулятора

На корпусе устройства предусматривается несколько соединительных отверстий разного диаметра. Конфигурацию системы подключения следует подбирать исходя из конкретных условий эксплуатации. Наиболее распространенными считаются форматы каналов в диапазоне размеров от 0,25 до 1 дюйма. К таким соединениям подходят основные фитинги и переходники, подключаемые посредством вращающихся шайб.

Убедившись в возможностях введения регулятора в конкретную систему, можно приступать к непосредственной установке. Она выполняется по следующей инструкции:

• Включить клапан в рабочие контуры, проверив наличие газа. Закрыть клапан полностью и убрать заглушку для защиты отсекающего клапана при наличии такового.
• Плавно оттянуть рукоятку взвода. Ход должен быть небольшим – порядка 10 мм.
• Взвести вторую ступень, но постепенно, чтобы не было скачкообразной подачи газа. Если есть возможность, можно оставить небольшую утечку через отсекающий клапан.
• Заглушка отсекающего клапана ставится обратно.
• Медленно закрыть выходной клапан, предварительно устранив технологические утечки.

В процессе установки можно выполнить базовые настройки газового регулятора давления по нескольким параметрам: подаче, положению отсекателя, максимальной величине давления и т. д. Как правило, конкретные значения берутся или из проектных данных, или из паспорта производителя устройства. Рекомендуется производить настройки с отклонениями не более 10% от установленных в документации. Для управления рабочим давлением используют торцовочный ключ. Поворачивая им наконечник заглушки, можно повышать или понижать указанную величину.

Типы газовых редукторов

Газовый редуктор с радиатором и малогабаритный газовый редуктор, указан диаметр резьбы.

В целом газовые редукторы делятся на редукторы для горючих и негорючих газов. Редукторы для горючих газов (метан, водород и т. д.) имеют левую резьбу, чтобы предотвратить случайное подсоединение редуктора, работавшего с горючими газами, к кислородному баллону. Баллоны с инертными газами (гелий, азот, аргон и др.) имеют правую резьбу, как и баллоны с кислородом. Таким образом, для инертных газов могут использоваться кислородные редукторы.

Кроме того, редуктор может выполнять роль клапана сброса давления. В английском языке редукторы такого типа называются back pressure regulators, в отличие от обычных pressure regulators. Использование редукторов и клапанов сброса давления может быть совместным, в этом случае редуктор устанавливается на входе в систему и регулирует приток газа, тогда как клапан устанавливается на выходе и при необходимости обеспечивает сброс излишнего давления, что повышает общую стабильность системы.

Редукторы, предназначенные для установки на баллоны со сжиженными газами (углекислый газ, закись азота, пропан, бутан) могут иметь корпус с развитым оребрением для предотвращения замерзания газа на выходе. С этой же целью редукторы газобаллонных автомобилей включены в систему охлаждения двигателей внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, нагретая вода (или антифриз) подогревает редуктор, препятствуя его обмерзанию.

Основные технические характеристики регулятора давления газа РДБК

Средний срок службы, лет, не менее — 15.Назначенный срок службы, лет, не менее — 40.

Пропускная способность регулятора РДБК1-25Н(В), РДБК1-50Н(В)/25

Пропускная способность регулятора РДБК1-50Н(В)/35

Пропускная способность регулятора РДБК1-100Н(В)/70

Пропускная способность регулятора РДБК1-200Н(В)/105

Устройство регуляторов давления

В состав автоматического регулятора давления газа входят регулирующий орган и исполнительный механизм. Главной частью исполнительного механизма является чувствительный элемент, в задачу которого входит сравнение сигналов, получаемых от задатчика, а также текущего значения давления, которое регулируется. Исполнительный механизм осуществляет преобразование командного сигнала в регулирующее воздействие, и соответственно перемещает подвижную часть рабочего органа за счет энергии, получаемой от рабочей среды (это может быть как энергия газа, который проходит через регулятор, так и энергия среды, получаемая от источника, расположенного извне – гидравлическая, сжатого воздуха, электрическая).

Если перестановочное усилие, которое развивается чувствительным элементом регулятора, является достаточно большим, то в этом случае он самостоятельно осуществляет функции управления регулирующим органом. Регуляторы данного типа носят название регуляторов прямого действия
. Для того чтобы увеличить перестановочное усилие и достичь необходимой точности регулирования, между регулирующим органом и чувствительным элемент может быть произведена установка усилителя – командного прибора, который часто называют «пилотом». Измеритель осуществляет управление усилителем, в котором создается усиление за счет постороннего воздействия (энергии рабочей среды), которое передается на регулирующий орган.

Ввиду того, что в регулирующих органах регуляторов давления осуществляется дросселирование газа, их еще называют дросселирующими.

Так как предназначением регулятора давления газа является поддержание в заданной точке газовой сети постоянного уровня давления, то систему автоматического регулирования в целом всегда следует рассматривать как «регулятор и объект, что подлежит регулированию (газовая сеть)». Принцип, по которому работают регуляторы давления газа, основывается на регулировании по отклонению регулируемого давления. Разница между фактическим и требуемым значениями давления, что регулируется, называется рассогласованием
. Рассогласование может возникать вследствие возбуждений различного характера – либо вследствие изменения входного (до регулятора) давления газа, либо же в газовой сети вследствие разницы между отбором газа и его притоком в сеть.

Правильный подбор регулятора давления газа должен обеспечить системе «регулятор — газовая сеть» устойчивость, то есть – ее способность после возмущения возвращаться к первоначальному состоянию.

Астатический регулятор

Схема астатического регулятора давления: 1 — регулирующий (дроссельный) орган; 2 — мембранно-грузовой привод; 3 — импульсная трубка; 4 — объект регулирования — газовая сеть

В астатических регуляторах на чувствительный элемент (мембрану) действует постоянная сила от груза 2. Активная (противодействующая) сила — это усилие, которое воспринимает мембрана от выходного давления P₂. При увеличении отбора газа из сети 4 будет уменьшаться давление P₂, баланс сил нарушится, мембрана пойдет вниз и регулирующий орган откроется.

Такие регуляторы после возмущения приводят регулируемое давление к заданному значению независимо от величины нагрузки и положения регулирующего органа. Равновесие системы может наступить только при заданном значении регулируемого давления, причем регулирующий орган может занимать любое положение. Такие регуляторы следует применять на сетях с большим самовыравниванием, например, в газовых сетях низкого давления достаточно большой ёмкости.

Типы регуляторов давления

Если исходить из закона регулирования, который лежит в основе работы, регуляторы давления бывают изодромные, статические
и астатические
.

В астатических регуляторах
(рисунок 1, а) на мембрану (чувствительный элемент) оказывает воздействие постоянная сила от груза 2. Противодействующая (активная)сила является усилением, воспринимаемым мембраной от выходного давления Р2. Если из сети 4 увеличится отбор газа, давления Р2 уменьшится, что приведет к нарушению баланса сил, вследствие чего мембрана пойдет вниз и откроется регулирующий орган.

Регуляторы этого типа после возмущения осуществляют приведение регулируемого давления к значению, которое задано, независимо от того, какой величины нагрузка, а также положения, занимаемого регулирующим органом. Равновесие системы может наступить только при заданном значении давления, что регулируется, причем регулирующий орган может занимать любое положение. Регуляторы данного типа следует эксплуатировать на сетях с большим самовыравниванием, к примеру, в газовых сетях низкого давления, обладающих достаточно большой емкостью.

Рисунок 1. Схемы регуляторов давления:

а — астатический регулятор; б — статический регулятор давления; 1 — регулирующий (дроссельный) орган; 2 — мембранно-грузовой привод; 3 — импульсная трубка; 4 — объект регулирования — газовая сеть; 5 — мембранно-пружинный привод.

Трение в сочленениях и люфты могут привести к тому, что регулирование станет неустойчивым. Для того чтобы стабилизировать данный процесс, в регулятор давления вводят жесткую обратную связь. Регуляторы такого типа называются статическими
. Во время процесса статического регулирования равновесное значение давления, что регулируется, всегда отличается от заданной величины, и только при номинальной нагрузке фактическое и номинальное значения становятся равными. Статические регуляторы давления газа характеризуются неравномерностью.

В регуляторе на рисунке 1, б вместо груза используется пружина – стабилизирующее устройство. Усилие, которое развивается пружиной, является прямо пропорциональным ее деформации. Когда мембрана находится в верхнем крайнем положении, то есть, регулирующий орган закрыт, пружина приобретает самую большую степень сжатия, и Р2 является максимальным. Когда регулирующий орган полностью открыт, значение Р2 становится минимальным. Статическую характеристику регуляторов выбирают пологой, с тем,чтобы неравномерность регулятора давления газа была небольшой, а процесс регулирования при этом становится затухающим.

Регулятор с упругой обратной связью, или изодромный регулятор
в случае отклонения регулируемого давления Р2 сначала переместит на величину, пропорциональную величине отклонения, регулирующий орган. Однако, если при этом давление Р2 не нормализуется до заданного значения, то перемещение регулирующего органа будет осуществляться до тех пор, пока давление Р2 не достигнет необходимого заданного значения.

Термины, которые используются для характеристики работы регуляторов давления газа

• Относительная протечка
  . Относительной протечкой называют отношение максимального значения протечки воды через затвор регулирующего органа при условной пропускной способности Кv и перепаде давления на 0,1 Мегапаскаля.
• Условная пропускная способность Кv.
  Так называют величину, которая является равной расходу воды плотностью 1 г/см³ (1000 кг/м³) в кубических метрах в час через регулятор при полном (номинальном) ходе клапана, и перепаде давления 0,1 МПа (1 кг/см²).
• Зона пропорциональности.
  Зоной пропорциональности называют изменение давления, что регулируется, необходимое для того,чтобы переместить клапан (регулирующий орган) на значение его полного (номинального) хода.
• Зона нечувствительности.
  Зоной нечувствительности называют разность регулируемого давления, необходимую для того, чтобы изменять направление движения регулирующего органа.
• Зона регулирования.
  Зоной регулирования называютразницу между регулируемыми давлениями при десяти и девяноста процентах от максимального расхода.
• Верхний предел настройки давления.
  Так называют максимальное выходное давление, на которое может быть произведена настройка регулятора.
• Диапазон настройки.
  Диапазоном настройки называют разность между нижним и верхним пределами давления, между которыми можно осуществить настройку регулятора давления.
• Ход клапана
  . Ходом клапан называют расстояние, на которое осуществляется перемещение клапана от седла.
• Динамическая ошибка
  . Динамической ошибкой называют максимальное отклонение давления в переходный период от одного режима к другому.
• Статическая ошибка
  . Статической ошибкой называют отклонение давления, что регулируется, от заданного при установившемся режиме. Также статическую ошибку называют неравномерностью регулирования.

Применение газовых редукторов

Редукторы применяются там, где нужно понизить избыточное входное давление и стабилизировать выходное. В быту мы встречаем их в системах автономного газового снабжения (это относится как к стационарным системам, так и к обыкновенным газовым баллонам), так как сжиженный газ, чтобы оставаться жидким, должен находиться под давлением около 15 бар, а бытовые приборы работают при давлении 36 мбар, 20 мбар, или даже 10 мбар.

Редукторы входят в состав газового оборудования автомобиля, так как там тоже используется сжиженный газ, давление которого перед подачей в двигатель нужно снизить и стабилизировать.

Мощные редукторы применяются для отвода природного газа от магистральных трубопроводов в газовые сети населенных пунктов, так как в магистральных сетях давление газа намного выше, чем это допустимо для бытовых потребителей.

Редукторы или более совершенные устройства (клапаны пропорциональной подачи газа) используются на входе газа в отопительное и сварочное оборудование.

Комбинированный регулятор давления газа

РФ, 214036, Смоленская обл., г. Смоленск, ул. Смольянинова, д. 15, офис 413

Регулятор давления газа комбинированный РДНК-32

Пропускная способность регуляторов в зависимости от входного давления

Устройство и принцип работы

В регуляторах скомпонованы, соединены и независимо работают устройства: непосредственно регулятор давления, предохранительный сбросной клапан, автоматическое отключающее устройство и фильтр для очистки газа.

Регулятор давления состоит (см. рисунок) из крестовины 1 с седлом 2 и корпуса 3 с мембранной камерой. Клапан 4 посредством штока 5 и рычага 6 соединен с мембраной регулятора 7, закрепленной в корпусе 3 крышкой 8. На мембране регулятора 7 находится предохранительный сбросной клапан 9 с пружиной 10 и гайкой 11. В крышке 8 мембранной камеры имеется муфта 29 для сброса газа в атмосферу и стакан 13, в котором располагаются пружина 14 и винт регулировочный 15, предназначенные для настройки выходного давления. Отключающее устройство имеет мембрану 16, связанную со штоком 26, к которому пружиной 22 поджат шток 23, фиксирующий открытое положение отсечного клапана 27. Настройка отключающего устройства осуществляется пружинами 18 и 19 с помощью вращения пробки 20 и втулки 21. На входе в регулятор стоит защитная сетка 28, предохраняющая от попадания механических частиц.

Подаваемый к регулятору газ проходит через входной патрубок крестовины 1, седло 2. Проходя через зазор между клапаном 4 и седлом 2, редуцируется до низкого давления и по выходному патрубку поступает к потребителю. Импульс регулируемого выходного давления от газопровода за регулятором подводится в подмембранную полость регулятора и надмембранную полость отключающего устройства. В случае повышения давления на выходе регулятора на 0,4–0,5 кПа открывается предохранительный сбросной клапан 9, обеспечивая сброс газа в атмосферу через свечу. При дальнейшем повышении давления газа мембрана 16 отключающего устройства с толкателем 17 начинает перемещаться, выталкивая шток 23 из зацепления со штоком 26. В случае повышения давления на выходе регулятора на 2,9–3,6 кПа шток 23 полностью выйдет из зацепления со штоком 26 отсечного клапана 27, который под действием пружины 24 перекроет вход газа в регулятор.

При понижении выходного давления мембрана 16 отключающего устройства с толкателем 17 также вытолкнет шток 23 из зацепления со штоком 26 и клапан 27 перекроет вход газа в регулятор.

Пуск регулятора в работу после устранения неисправностей производится выворачиванием вручную пробки 25 и оттягиванием штока 26, в результате чего клапан должен перемещаться до тех пор, пока шток 23 под действием пружины 22 не переместится и не западет за выступ штока 26, удерживая клапан 27 в открытом положении. После чего пробку 25 необходимо ввернуть до упора.

Регулятор давления газа комбинированный РДНК-32:1 — крестовина; 2 — седло; 3 — корпус; 4 — клапан; 5 — шток; 6 — рычаг; 7 — мембрана регулятора; 8 — крышка; 9 — клапан сбросной предохранительный; 10 — пружина; 11 — гайка; 12 — ниппель; 13 — стакан; 14 — пружина; 15 — винт регулировочный; 16 — мембрана; 17 — толкатель; 18, 19 — пружина; 20 — пробка; 21 — втулка; 22 — пружина; 23 — шток; 24 — пружина; 25 — пробка; 26 — шток; 27 — клапан отсечной; 28 — защитная сетка; 29 — муфта

Заключение

Применение контрольно-управляющей и, в частности, регулирующей арматуры при эксплуатации газового оборудования является крайне важной мерой не только с точки зрения выполнения технологических задач, но и как условие обеспечения безопасности. На крупных предприятиях, станциях и комплексах с гидравлическим режимом обслуживания газораспределительных сетей регулирующие устройства устанавливаются на нескольких точках, автоматически контролируя процессы передвижения рабочих смесей

В чем же заключается необходимость использования газовой арматуры на практике? Понижение и повышение давления влияет на состояние оборудования и трубопроводных сетей, что особенно важно с учетом взрывоопасности газовых сред как таковых. Также регуляция требуется как условие для соблюдения установленных объемов распределения смесей по разным каналам внутри одной системы

Управление в этом смысле означает контроль интенсивности перемещения газа в соответствии с заданными потребностями и условиями эксплуатации.

Конечно, не только для нужд промышленности используются регуляторы давления в оборудовании, обслуживающем газовые смеси. И компактные горелки, и котлы с бойлерами на данном виде топлива также требуют подключения средств контроля. Другое дело, что встречаются разные схемы и конфигурации управления потоками газа. Поэтому существует множество разновидностей редукторов и регуляторов, конструкции которых ориентированы на потребности того или иного пользователя.