Типы регуляторы давления газа принцип работы. Регуляторы давления газа

Регуляторами (или же редукторами) давления газа называются устройства, которые являются автономными и имеют автоматическое действие, служащее для обеспечения системы газопровода давлением, находящемся на одном определенном уровне.

Принцип действия такого оборудования довольно прост – с помощью регулирования уровня открытия дросселя выполняется понижение высокого давления - именно поэтому они имеют довольно высокий спрос. Приобрести регуляторы давления газа можно в «Янгаз» - надежной компании с большим ассортиментом.

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.

Виды регуляторов давления газа

Данные изделия, регулирующие давление, делятся на несколько видов:

Асептический вид. На чувствительный элемент (в данном виде это мембрана) воздействует сила, оказываемая грузом. Этот вид устройства стоит устанавливать в тех газопроводных сетях, которые обладают значительным самостоятельным выравниванием, например, газовые сети, имеющие объемную емкость, при низком давлении;
Статический вид – этот вид регуляторов обладают жесткой связью обратного действия, то есть вместо силового элемента установлен элемент, обладающий пружинным действием;
Изодромный вид. Обратная связь этого вида устройства обладает упругим характером.
Показатели, которыми должны обладать регуляторы давления газа
Регуляторы давления изготавливаться согласно определенным показателям:
Постоянная времени должна быть менее одной минуты;
Зона нечувствительности должна составлять меньше, чем 2.5 % относительно высшей границы настройки исходящего давления;
Зона пропорциональности должна составлять менее 20% от высшей границы настройки исходящего давления (для регуляторов баллонов и комбинированных систем), и меньше, чем 10% для прочих регуляторов.

Решив приобрести регуляторы давления газа, стоит всегда помнить, что, как и любое другое газовое оборудование, эти устройства могут представлять потенциальную угрозу в случае неправильной установки, или низкого качества. Поэтому установку необходимо доверять лишь профессионалам, а приобретать регуляторы нужно только у надежной компании с отменной репутацией, например, у компании «Янгаз», которая гарантирует качество своих товаров и дорожит своими клиентами.

Входит такой незаменимый, как регулятор давления газа. Собственного говоря уже из названия данного элемента видно, какую работу он выполняет. Однако рассмотрим более детально, что такое регулятор давления газа, как он работает и какими качественными и рабочими характеристиками он обладает.

По сути, регулятор давления газа относится к одной из разновидностей арматуры регулирующего действия, которая является системой автономного типа работы. Данная система служит для того, чтобы поддерживать давление в трубопроводе в постоянном неизменном виде.

Посредством работы регулятора давление переходит из одного высокого режима, в другой, который является, конечно-низким. Данная регулировка происходит за счет работы специального дросселя, который работает в регулирующей системе, и посредством выполнения всех данных действий происходит изменение гидравлического сопротивления касаемо проходящего потока газов.

Устройство регулятора давления газа

Конструктивно регулятор давления газа выглядит следующим образом. В его состав входят такие рабочие органы, как механизм исполнительного действия и элемент чувствительного типа, который производит сравнение сигналов.
Регуляторы давления газа могут иметь подразделения на регуляторы, которые имеют прямое действие и регуляторы непрямого действия. При этом оба вида регуляторов могут иметь прерывное и непрерывное действие.

В регуляторе, который имеет непосредственный вид прямого действия, орган регулировки находится в прямом виде и посредством усилий приводится в действие. Во втором виде регуляторов давления газа чувствительный элемент производит воздействие на орган регулировки посредством источника со стороны, этими источниками могут являться жидкость, газ или даже воздух.

Разновидности регуляторов давления газа

Регуляторы давления воздуха могут подразделяться на несколько видов. Так существуют такие виды регуляторов, как регулятор давления газа астатического типа. В данном варианте на мембрану, которая является чувствительным органом всей конструкции, воздействует сила, которая появляется от груза. Данный вид регуляторов целесообразно использовать на таких сетях, где присутствует самостоятельное выравнивание. Примером такого использования могут слыть газовые сети с низким давлением в большой емкости.

Следующей разновидностью регуляторов газа становятся такие, как регуляторы давления газа статического типа работы. Данный тип регуляторов работает за счет введения жесткой связи обратного действия. В данном виде регуляторов силовой элемент заменяется элементом пружинного действия.

И, наконец, еще одним типом регуляторов давления газа, становится такой тип регуляторов, которые называются изодромные регуляторы. Данные регуляторы являются устройствами, обратная связь которых имеет упругий характер. Наибольшей популярностью в промышленных целях на сегодняшний день пользуются регуляторы, которые имеют пневматический принцип работы.

Они обладают высокой степенью производительности, не имеют практически никаких недостатков в работе. К тому же данный вид регуляторов давления газа относится к самым безопасным в использовании. Поскольку при работе с данным типом регуляторов практически отсутствует вероятность возгорания и взрыва. Широкое применение такого вида регуляторов происходит на газовых станциях распределительного характера.

При помощи регуляторов давления осуществляют управление гидравлическим режимом работы системы газораспределения. Эти устройства в автоматическом режиме осуществляют поддержку постоянного уровня давления в точке импульса, независимо от того, насколько интенсивным является потребление газа. Во время процесса регулирования начальное давление, являющееся более высоким, давление снижается до более низкого – конечного. Этого удается достичь путем автоматического изменения степени открытия дросселирующего органа регулятора. Как следствие – автоматически изменяется гидравлическое сопротивление, которое оказывается проходящему потоку газа.

В зависимости от того, какое давление поддерживает регулятор (расположение на газопроводе точки, что подлежит контролю), регуляторы давления подразделяют на два типа – регуляторы «до себя» и регуляторы «после себя» . В газораспределительных пунктах (ГРП) используется только один тип регуляторов – «после себя».

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.

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.

Требования, предъявляемые к конструкции регуляторов давления

Конструкции регуляторов давления газа должны соответствовать ряду следующих требований:

Постоянная времени не должна превышать 60 секунд. Постоянной времени называют время переходного процесса регулирования в случае резких изменений входного давления или расхода газа.
Зона нечувствительности не должна превышать 2,5 процентов верхнего предела настройки давления.
Зона пропорциональности должна быть не более 20 процентов верхнего предела настройки выходного давления для регуляторов баллонных установок и комбинированных регуляторов, а также не более 10 процентов для всех остальных типов регуляторов.

Основными элементами дросселирующих (регулирующих) органов являются затворы. Затворы могут быть заслоночные, крановые, шланговые, диафрагменные, двухседельные и односедельные.

В городских системах газоснабжения в большинстве своем используются регуляторы с двухседельными и односедельными затворами, в более редких случаях могут эксплуатироваться регуляторы с шланговыми и заслоночными затворами (рисунок 2).

Рисунок 2. Конструктивные схемы дросселирующих органов регуляторов давления газа:

а - с односедельным затвором; б - с двухседельным; в - с заслоночным; г - со шланговым.

Двухседельные и односедельные затворы могут быть исполнены как металл по металлу (с жестким уплотнением), так и с эластичным уплотнением (прокладки из фторопласта, кожи, маслобензостойкой резины и тому подобное). Затворы такого типа состоят из клапана и седла. К достоинствам односедельных затворов можно отнести то, что они легко обеспечивают отличную герметичность уплотнения. Однако клапаны односедельных затворов являются неразгруженными, так как на них оказывает воздействие разность выходного и входного давлений.

В регуляторах давления газа широкое применение нашли плоские тарельчатые клапаны с эластичным уплотнением. Определение полного хода плоского клапана, при котором будет осуществляться процесс регулирования, определяется из равенства боковой поверхности цилиндра с диаметром седла dс, высотой подъема клапана h и площади седла клапана:

(πd с ²)/ 4=πd с h , h= 0.25d с

Пример: у регулятора, имеющего диаметр седла 4 миллиметра, полный ход клапана составляет 1 миллиметр. Практически высоту подъема плоского тарельчатого клапана принимают (0,3+0,4)dс. На пропускной способности дальнейший подъем клапана не сказывается. В случае изменения формы затвора ход клапана может быть увеличен.

Двухседельные затворы при аналогичных условиях имеют намного большую пропускную способность благодаря большей суммарной площади проходного сечения седел. Клапаны данного вида являются разгруженными, однако в случае отсутствия расхода газа они не в состоянии обеспечить герметичность. Это объясняется трудностью посадки затвора по двум плоскостям одновременно. Двухседельные регулирующие органы чаще всего эксплуатируются в регуляторах с посторонним энергетическим источником.

Шланговый регулирующий орган (рисунок 2, г) имеет эластичный шланг 2 и стакан 3, расположенный в корпусе 4. В стакане 3 есть два ряда продольных прорезей 5 и 6 для прохода газа и поперечная перегородка 1.

эластичный шланг 2 и перегородка 1 разделяют полость регулятора давления на три камеры: А - входного, В - выходного и Б - управляющего давления.

Если входное давление отсутствует, шланг герметично отделяет камеру А от камеры В под воздействием предварительного натяжения, с которым шланг надет на стакан. Когда осуществляется подача Р1, шланг отжимается от стакана. При подаче в камеру Б управляющего давления зазор между стаканом и шлангом изменяется, и происходит регулирование. Затвор такого же типа имеет регулятор давления газа РДО-1.

Плоская мембрана является плоской круглой пластиной, исполненной из эластичного материала. Мембрана зажимается между фланцев нижней и верхней мембранных крышек. Центральная часть мембраны как с одной, так и с другой стороны является зажатой между двух обжимных металлических круглых дисков. Жесткие диски уменьшают неравномерность регулирования, и увеличивают перестановочную силу.

Развиваемое мембраной перестановочное усилие зависит от того, какую величину имеет так называемая эффективная площадь мембраны. В зависимости от прогиба мембраны она изменяется. Перестановочное усилие можно определить, воспользовавшись следующей формулой:

N = cFP ,

где c - коэффициент активности мембраны; F - площадь мембраны (в проекции на плоскость ее заделки); P - избыточное давление рабочей среды; cF - активная площадь мембраны.

На рисунке 3 приведена зависимость коэффициента активности мембраны с от величины ее относительного прогиба Δh.

В виду того,что при разном прогибе мембраны изменяются значения коэффициента активности, изменяется также и перестановочное усилие мембраны, вследствие чего создается неравномерность регулирования. По этой причине для плоской мембраны с парой обжимных дисков из металла (диаметр дисков составляет 0,8 диаметра мембраны) оптимальным является участок на кривой при изменении Δh от 0 до 1/2, соответственно, коэффициент активности c изменяется в пределах от 1 до 2/3 (~ от 100 до 67 %).

Диаметр обжимных дисков обычно выбирается не более, чем 0,8 диаметра мембраны. Это делается для того, чтобы обеспечить мембранному приводу необходимую подвижность.

Если статья оказалась полезной , в качестве благодарности воспользуйтесь одной из кнопок ниже - это немного повысит рейнинг статьи. Ведь в интернете так трудно найти что-то стоящее. Спасибо!

Регулятор давления газа прямого действия среднего давления.

По способу действия регуляторы давления газа делятся на регуляторы прямого и непрямого действия, а по величине давления - на регуляторы низкого и среднего давления.

Они применяются для установки в ГРП, оборудованных регуляторами прямого и непрямого действия. Предохранительные клапаны высокого давления ПКВ отличаются от предохранительных клапанов низкого давления ПКН наличием опорной горелки, уменьшающей эффективную площадь мембраны, и отсутствием большой горелки мембраны.

Структурные схемы автоматических устройств.

По источнику энергии, перемещающей регулирующий орган, различают регуляторы прямого и непрямого действия.

В зависимости от источника используемой энергии автоматические регуляторы подразделяются на регуляторы прямого и непрямого действия.

Автоматические регуляторы, применяемые в тепловых сетях, делятся на регуляторы прямого и непрямого действия. В регуляторах первого типа регулирующий орган приводится в действие в результате непосредственного воздействия регулируемой среды без какого-либо постороннего источника энергии. Такой регулятор отличается простотой конструкции, удобен в эксплуатации, не требует постоянного квалифицированного надзора, но не может обеспечить большой точности.

В зависимости от источника энергии, приводящего в движение регулирующий орган, различают регуляторы прямого и непрямого действия.

В зависимости от источника энергии, приводящего в движение регулирующий орган, различают регуляторы прямого и непрямого действия. В регуляторе прямого действия перемещение регулирующего органа происходит под действием силы, развиваемой чувствительным элементом. В регуляторах непрямого действия для привода регулирующего органа используется вспомогательная энергия, подводимая извне. В зависимости от вида вспомогательной энергии регуляторы бывают электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные. Кроме того, применяются регуляторы непрямого действия без подвода вспомогательной энергии извне.

По типу регулятора в системе автоматики следящие системы с копирными датчиками подразделяют на системы с регуляторами прямого и непрямого действия.

Регуляторы давления предназначены для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне и являются связующим звеном между сетями высокого, среднего и низкого давлениям Регуляторы давления устанавливают на распределительных газопроводах в га-зорегуляторных пунктах, на газораспределительных и газгольдерных станциях, а также у коммунально-бытовых и промышленных потребителей и перед отдельными газопотребляющими установками. По принципу действия различают регуляторы прямого и непрямого действия. Под действием груза 3 и собственного веса мембрана вместе с клапаном опускается вниз и образует отверстие для прохода газа, в результате чего после регулятора (клапана) постепенно повышается давление. Это давление по соединительной трубке 6 передается в подмембран ное пространство 2 и оказывает на мембрану действие, обратное действию веса груза и клапана.

В зависимости от назначения и места установки используются различные регуляторы давления, отличающиеся конструктивным исполнением, формой, размерами, пропускной способностью и принципом действия. По принципу действия различают регуляторы прямого и непрямого действия.

Регуляторы давления газа предназначены для снижения давления и автоматического поддержания его постоянным на заданном уровне. По принципу действия различают регуляторы прямого и непрямого действия.

Регуляторы давления газа предназначены для снижения давления и автоматического поддержания его на заданном уровне. По принципу действия различают регуляторы прямого и непрямого действия. У регуляторов давления прямого действия перестановка регулирующего органа осуществляется за счет энергии, передаваемой мембране при изменении величины конечного давления газа. У регуляторов непрямого действия перестановка регулирующего органа производится при помощи энергии постороннего источника (пневматическая, гидравлическая, электрическая и др.), включаемой распределительным механизмом, который действует от изменения величины конечного давления газа.

Регуляторы давления газа предназначены для снижения давления и автоматического поддерживания его на заданном уровне. По принципу действия различают регуляторы прямого и непрямого действия. Регулятор давления газа состоит из измерительного, управляющего (командного) и регулирующего устройств. У регуляторов прямого действия для перемещения регулирующего клапана используют энергию, получаемую при изменении регулирующего параметра без применения постороннего источника энергии. У регуляторов непрямого действия регулирующий клапан перемещается за счет энергии, получаемой от иневмо -, гидро - или электроприводов.

– это специальная автоматическая регулирующая арматура, которая контролирует постоянное давление газа в трубопроводе. Стабилизация давления происходит за счет снижения высоких показателей на более низкие с помощью изменения проходного сечения клапана. Этот процесс достигается сменой уровня открытия дросселирующей части прибора, что меняет гидравлическое сопротивление в потоке газа. Регуляторы давления газа делятся на два типа по принципу работы: на комбинированные и прямоточные.

Признаки повышенного давления газа

К основным признакам увеличения давления газа можно отнести:

Высота пламени заметно увеличилось и это видно не вооруженным глазом.
Пламя выходит в смотровое окошко котла.
Меняется цвет пламени.
Повышение шума при работе;
Становиться заметен запах.
Счетчик меняет скорость и звук вращения и возле него также появляется запах.

Принцип работы

Включает в себя функционирующий механизм и элемент, который все это контролирует. В первом случае главной частью является чувствительная часть, которая принимает и анализирует полученные сигналы задатчика и показатели давления на текущее время.

При большом переустановочном усилии берут на себя самостоятельное управление всеми функциями контролирующего элемента. К таким приборам относят устройства с задаптчиками в виде пружины. Также задатчик может заменять обычная энергия рабочей среды.

Также регуляторы давления газа подразделяют на изодромные, астатические, статические.

Астатический регулятор

На мембрану на протяжении рабочего процесса действует постоянная нагрузка, которая является активной силой от выходного давления. При повышенном отборе газа мембрана опускается вниз и открывает регулирующий орган.

Прибор этого типа после возмущения стабилизирует давление до установленных показателей в независимости от многих препятствующих факторов. Такие устройства используют на сетях с высоким самовыравниванием.

Статистический регулятор

Статические регуляторы применяют для того чтобы люфты, трение в соединительных частях не привело к неустойчивому регулированию. В этом приборе груз меняется на пружину, которая и занимается стабилизацией давления. Находящаяся в верхнем положении мембрана дает высокую степень сжатия. Если регулирующий орган полностью открыт, то тогда давление снижается до необходимых норм.

Изодромный регулятор

Изодромный регулятор имеет упругую обратную связь и при несоответствии давления газа с нормальными показателями, перемещает регулирующий орган до тех пор, пока давление не вернется к натсроечным значениям.