Для сброса газа за регулятором в случае кратковременного повышения давления газа сверх установленного должны применяться предохранительные сбросные клапаны (ПСК). ПСК — это закрытая в эксплуатационном состоянии арматура; она открывается на короткий период времени, а после достижения давления в контролируемой точке номинального значения автоматически закрывается.

ПСК могут быть пружинные и мембранные. Пружинные ПСК должны быть снабжены устройством для их принудительного открытия и контрольной продувки с целью предотвращения прикипания, примерзания и прилипания золотника к седлу, а также для удаления твердых частиц, попавших между уплотнительными поверхностями.

ПСК подразделяются на полноподъемные и малоподъемные. У малоподъемных клапанов (типа ПСК) открытие затвора происходит постепенно, пропорционально увеличению давления в контролируемой точке газопровода. Полноподъемные клапаны (СППКР4Р-16) открываются полностью и резко, рывком, и так же резко, с ударом золотника о седло, закрываются при понижении давления. То есть, полноподъемный клапан имеет двухпозиционное положение: «закрыто» и «открыто».

При достижении максимально допустимого давления настройки затвор ПСК должен безотказно открываться до полного подъема, устойчиво работать в открытом положении. Затвор должен закрываться при понижении давления до номинального или ниже его на 5 % и обеспечивать герметичность. В случае запаздывания закрытия затвора давление газа в сети может значительно понизиться, что может привести к нарушению режима работы системы, а также выбросу в атмосферу относительно большого количества газа.

У малоподъемных ПСК при закрытии затвора после сброса необходимого количества газа трудно достигнуть герметичности затвора, так как для этого бывает необходимо приложить усилие большее, чем в режиме «закрыто».

Такие ПСК прекращают сброс газа только после уменьшения давления до 0,8-0,85 % рабочего давления, что приводит к постоянному или длительному сбросу газа в атмосферу. Главным преимуществом мембранных ПСК является наличие в их конструкции эластичной мембраны, выполняющей роль чувствительного элемента. Если в пружинных клапанах золотник выполняет функции и чувствительного элемента, и запорного органа, то в мембранных клапанах золотник выполняет только запорные функции. Мембрана позволяет увеличить чувствительность ПСК в целом и расширить область их использования, включая низкое давление газа. ПСК должны обеспечивать открытие при превышении установленного рабочего давления не более, чем на 15 %.

Выбор конструкции ПСК должен производиться в соответствии с пропускной способностью.

Количество газа, подлежащего сбросу ПСК, следует определять:

• при наличии перед регулятором давления ПЗК по формуле Q≥0,0005Q d , где Q — количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа при t = 0 °C и Р бар = 0,10132 МПа, м 3 /ч; Q d — расчетная пропускная способность регулятора давления при t = 0 °C и Р бар = 0,10132 МПа, м 3 /ч;
• при отсутствии перед регулятором давления ПЗК по формулам: для регуляторов давления с седельным затвором — Q≥0,01Q d , для регулирующих заслонок — Q≥0,02Q d .

Малоподъемные мембранные и пружинные ПСК имеют небольшую пропускную способность. Так, пропускная способность СППК4Р-50-16 (диаметр седла 30 мм) при рабочем давлении 0,125 МПа равна 830 м3/ч, а ПСК-50С/125 (диаметр седла 50 мм) — только 10 м3/ч. Это объясняется малой высотой подъема золотника. Пропускная способность клапанов ПСК-50 (КПС-50) с направляющими ребрами на низком давлении составляет: 0,5-3 м3/ч, на среднем — 7-20 м3/ч (при давлении во входном патрубке ПСК 1,15 давления настройки).

Пропускная способность ПСК-50 без направляющих ребер при тех же параметрах может приниматься вдвое большей.

В таблице (стр. 1245) приведены основные технические характеристики серийно выпускаемых ПСК. Кроме этих ПСК, сбросные клапаны могут являться также частью (составным элементом) комбинированных регуляторов давления газа.

ПСК поддерживает давление газа на выходе из ГРП путем удаления некоторого количества газа в атмосферу, при повышении контролируемого давления на 15% от Р вых.

1-мембрана; 2-седло клапана; 3-пружина.

Выходное давление газа подается на мембрану клапана положение мембраны настроено пружиной. При повышении выходного давления газа мембрана прогибается вниз седло клапана опускается и газ сбрасывается в атмосферу.

21. Регуляторы давления газа. (Функции регулятора давления, классификация – по принципу действия, по конструкции дроссельного органа, по конструкции импульсных элементов, по величине давления – принципиальная схема автоматического регулирования газа, принципиальная схема РДУК). Выбор регулятора давления.

Регулятор давления газа прямого действия без усилителя.

Принципиальная схема автоматического регулирования газа:

1-подающий газопровод с давлением газа Р 1 ; 2-регулирующий клапан; 3-седло клапана; 4-мембрана; 5-выходной газопровод с давлением газа Р 2 ; 6-импульсная линия.

Назначение регулятора давления газа:

Снижение давления газа от входного до выходного расчетного;

Поддержание выходного давления газа в заданных пределах;

Восстановление выходного давления газа после возмущения наружного режима.

Регуляторы подразделяются по принципу действия на: - прямого действия; - не прямого действия. По конструкции дроссельного органа (с однодроссельными и двухдроссельными клапанами). По конструкции импульсных элементов разделяются на мембранные и поршневые. По величине регулируемого давления.

Расход газа в системе газоснабжения уменьшается следовательно увеличивается выходное давление Р 2 , импульс повышенного выходного давления поступает на мембрану, мембрана прогибается вниз, опускается клапан и прикрывается пропускное сечение регулятора давления. Давление на выходном газопроводе уменьшается.

Расход газа в системе газоснабжения увеличивается следовательно уменьшается выходное давление Р 2 , импульс пониженного выходного давления поступает на мембрану, мембрана прогибается верх, поднимается клапан и приоткрывается пропускное сечение регулятора давления. Давление на выходном газопроводе увеличивается.

Регулятор давления прямого действия.

Регулятор давления прямого действия – это устройство, у которого для перемещения регулирующего органа, используется энергия регулируемой среды. Регуляторы давления прямого действия делятся на: с усилителем; без усилителя. В качестве усилителя служит пилот.

РДУК – конструкция Казанцева.

1- корпус регулятора давления; 2-клапан регулятора давления; 3-мембрана регулятора давления; 4-корпус «пилота»; 5-клапан «пилота»; 6-пружина «пилота»; 7-мембрана «пилота».

Расход газа в системе газоснабжения увеличивается следовательно уменьшается выходное давление Р 2 , импульс пониженного выходного давления поступает на мембрану регулятора и мембрану «пилота», мембрана «пилота» прогибается вверх, поднимается клапан вверх и пропускное сечение «пилота» увеличивается. Давление Р 1 поступает в «пилот» и снижается до командного давления Р к. Р к увеличивается, импульс увеличенного давления Р к подается под мембрану регулятора. Мембрана регулятора прогибается вверх и клапан регулятора перемещается вверх. Пропускное сечение регулятора увеличивается, давление на выходе увеличивается.

Выбор регулятора давления.

Выбор производится по давлению газа, по температуре окружающей среды, по пропускной способности регулятора V р = 1.2V, м 3 /ч. Где V р - расчетная пропускная способность регулятора, м 3 /ч; V- расход газа на сеть, м 3 /ч.

Пропускная способность регулятора Q=1595 f k φ P 1 √1/ ρ г, м 3 /ч, где Q- пропускная способность регулятора, м 3 /ч. f- площадь сечения условного прохода входного фланца, см 2 по паспорту регулятора. k- коэффициент расхода отнесенный к площади входного фланца по паспорту. φ- коэффициент зависящий от отношения Р 2 к Р 1 и принимается по графику. Р 2 и Р 1 – абсолютное давление газа на входе и выходе из ГРП, МПа. ρ г – плотность газа, кг/м 3 . Vр = Q. Δ+10%- допустимая невязка.

Для сброса газа за регулятором в случае кратковременного повышения давления газа сверх установленного должны применяться предохранительные сбросные клапаны (ПСК).

ПСК - это закрытая в эксплуатационном состоянии арматура; она открывается на краткий период времени, а после достижения давления в контролируемой точке номинального значения автоматически закрывается.

ПСК могут быть пружинные и мембранные. Пружинные ПСК должны быть снабжены устройством для их принудительного открытия и контрольной продувки с целью предотвращения прикипания, примерзания и прилипания золотника к седлу, а также для удаления твердых частиц, попавших между уплотнительными поверхностями.

ПСК подразделяются на полноподъемные и малоподъемные. У малоподъемных клапанов (типа ПСК) открытие затвора происходит постепенно, пропорционально увеличению давления в контролируемой точке газопровода. Полноподъемные клапаны (СППКР4Р-16) открываются полностью и резко, рывком, и так же резко, с ударом золотника о седло, закрываются при понижении давления. То есть полноподъемный клапан имеет двухпозиционное положение: закрыто и открыто.

При достижении максимально допустимого давления настройки затвор ПСК должен безотказно открываться до полного подъема, в открытом положении работать устойчиво. Затвор должен закрываться при понижении давления до номинального или ниже его на 5% и обеспечивать герметичность. В случае запаздывания закрытия затвора давление газа в сети может значительно понизиться, что может привести к нарушению режима работы системы, а также выбросу в атмосферу относительно большого количества газа.

У малоподъемных ПСК при закрытии затвора после сброса необходимого количества газа трудно достигнуть герметичности затвора, т. к. для этого бывает необходимо приложить усилие большее, чем в режиме «закрыто». Такие ПСК прекращают сброс газа только после уменьшения давления до 0,8–0,85 % рабочего давления, что приводит к постоянному или длительному сбросу газа в атмосферу. Главным преимуществом мембранных ПСК является наличие в их конструкции эластичной мембраны, выполняющей роль чувствительного элемента. Если в пружинных клапанах золотник выполняет функции и чувствительного элемента, и запорного органа, то в мембранных клапанах золотник выполняет только запорные функции. Мембрана позволяет увеличить чувствительность ПСК в целом и расширить область их использования, включая низкое давление газа. ПСК должны обеспечивать открытие при превышении установленного рабочего давления не более чем на 15%.

Выбор конструкции ПСК должен производиться в соответствии с пропускной способностью.

Количество газа, подлежащего сбросу ПСК, следует определять:

При наличии перед регулятором давления ПЗК по формуле Q≥0,0005Qd, где Q - количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа при t=0° C и Рбар=0,10132 МПа, м³/ч; Qd - расчетная пропускная способность регулятора давления при t=0° C и Рбар=0,10132 МПа, м³/ч;
при отсутствии перед регулятором давления ПЗК по формулам: для регуляторов давления с седельным затвором Q≥0,01Qd, для регулирующих заслонок Q≥0,02Qd.
Малоподъемные мембранные и пружинные ПСК имеют небольшую пропускную способность. Так, пропускная способность СППК4Р-50-16 (диаметр седла 30 мм) при рабочем давлении 0,125 МПа равна 830 м³/ч, а ПСК-50С/125 (диаметр седла 50 мм) - только 10 м³/ч. Это объясняется малой высотой подъема золотника. Пропускная способность клапанов ПСК-50 (КПС-50) с направляющими ребрами на низком давлении составляет: 0,5–3 м³/ч, на среднем - 7–20 м³/ч (при давлении во входном патрубке ПСК 1,15 давления настройки).

Пропускная способность ПСК-50 без направляющих ребер может при тех же параметрах приниматься вдвое большей. Кроме этих ПСК, сбросные клапаны могут являться также частью (составным элементом) комбинированных регуляторов давления газа.