Регулатори на налягане за газ
Регулаторите на налягане са сред основните елементи в газоснабдителните системи. С тяхна помощ се осигурява намаляване на налягането и автоматичното му поддържане на изхода, независимо от измененията в дебита на газа и входното налягане. Регулирането е посредством промяна на дебита, преминаващ през регулиращия вентил. Регулаторите на налягане могат да осигурят също така предпазно затваряне на системата или намаляване на налягането, или да стабилизират или регулират пада на налягането и дебита. Основната разлика между регулаторите на налягане и регулиращите вентили е в отпадането на необходимостта от външно захранване за работата на регулаторите, тъй като те работят на база енергията на потока.
Обикновено регулаторите на налягане се подразделят основно на регулатори с пряко и регулатори с косвено действие в зависимост от вида на връзката между датчика и регулиращия орган.
Известно е, че регулаторът на налягане с пряко действие представлява дроселиращо устройство, привеждано в действие от мембрана, намираща се под въздействието на регулирания параметър (налягането). Всяко изменение на налягането на газа предизвиква преместване на мембраната. Това, от своя страна, води до изменение на проходното сечение на дроселиращото устройство, което рефлектира в намаляване или увеличаване на дебита газ, преминаващ през регулатора. По този начин се осигурява поддържането на постоянно налягане на предварително зададеното ниво. Регулаторите с пряко действие се характеризират с висока надеждност при експлоатация.
В регулаторите с косвено действие, познати и като автоматични регулатори, чувствителният елемент въздейства на регулиращия орган посредством допълнителен източник на енергия. Това може да бъде пневматично устройство, работещо на сгъстен въздух или газ; хидравлично, работещо на течност (масло или вода) под налягане; електрическо, в което изпълнителният механизъм е електродвигател или солиноиден клапан; електрохидравлично, в което преместването на регулиращия орган се осъществява по хидравличен начин, а управлението на задвижването – електрическо. При изменение на стойността на регулируемия параметър, усилието, възникващо в чувствителния елемент на регулатора, привежда в действие само спомагателното устройство.
Основни елементи на автоматичния регулатор с косвено действие се явяват: задаващо устройство, с помощта на което регулаторът се настройва за дадена стойност на регулираната величина; възприемащ елемент, непосредствено възприемащ регулираната величина и преобразуващ я; измерително устройство, измерващо сигнала, получен от възприемащото устройство и сравняващ го със зададената величина; усилвателно устройство, което усилва сигнала за сметка на спомагателен източник на енергия; изпълнителен механизъм, непосредствено преместващ регулиращия орган; регулиращ орган (клапан, дроселираща клапа и т. н.), променящ дебита на потока.
От автоматичните регулатори на налягане с косвено действие, в газоснабдяването най-голямо разпространение са получили пневматичните регулатори. Те са широко използвани в газоразпределителните и газхолдерните станции, а така също в големи градски и промишлени станции, в които не се счита за подходящо използването на регулатори на налягане с пряко действие. Основни предимства на пневматичните регулатори се явяват несложната конструкция, надеждността, лесното обслужване, а така също взриво- и пожаробезопасността.
Често използвана класификация на регулаторите на налягане е и в зависимост от вида на динамичната характеристика според която те биват пропорционални (статични), интегрални (астатични), пропорционално-интегрални (изодромни). Регулаторите могат да се класифицират и в зависимост от формата и вида на дроселиращото устройство, вида на мембраната, начина на съединяване на мембраната с вентила, вида на натоварването за уравновесяване на налягането на газа върху мембраната. В зависимост от вида на вентила, регулаторите могат да бъдат едноседлови, двуседлови с меки и твърди седла. Счита се, че едноседалните вентили уплътняват добре, но налягането на флуида създава допълнителни усилия, които противодействат или се сумират със силите на изпълнителния механизъм. Това затруднява работата му, когато налягането на флуида и условният диаметър на вентила са големи. При двуседалните вентили плунжерът е уравновесен, но е невъзможно да се гарантира плътност на затварянето. Поради тази причина не се препоръчва използването им като спирателни органи, тъй като те пропускат до 4% от максималния дебит.
В зависимост от вида на натоварването върху мембраната, се различават три типа регулатори: с теглово натоварване, с пружинно и с натоварване, създавано от налягането на газа.
Основни елементи на регулаторите са явяват датчиците, чрез които се получава информация за състоянието на регулируемия параметър, в случая налягането; регулиращи органи, чието предназначение е непосредствено да въздействат на газовия поток, с цел да се възстанови зададената стойност на регулируемия параметър; управляващ орган.
Регулаторите с пряко действие с по-ниска чувствителност
Регулаторите с пряко действие в сравнение с регулаторите с косвено действие се характеризират с по-ниска чувствителност. Тава се обяснява с факта, че клапанът, при изменение на стойността на регулирания параметър, започва да се премества само след възникването на усилие, достатъчно за преодоляване на силите на триене във всички подвижни части. При регулаторите с косвено действие силите на триене се преодоляват за сметка на външен източник на енергия и не трябва значително изменение в усилието върху мембраната. Това е причината при тези регулатори регулирането да протича по-плавно. Независимо от принципа на действие на регулатора, основно изискване е той винаги да осигурява достатъчно устойчиво регулиране.
Избор на регулатор
Специалистите съветват регулаторът да се избира в зависимост от изчислителната разлика за налягането от двете му страни, дебита на газа и динамиката на консуматора. Добре е да се вземат предвид и съставът на газа, както и мястото на монтаж на регулатора. Производителите предлагат и регулатори с вграден предпазен вентил, с които е възможно да се постигне редуциране на налягането с висока точност, независимо от разликата от двете страни на регулатора.
Обикновено, при необходимост да се постигне по-добра херметичност, се препоръчва използването на едноседлови регулатори, които осигуряват много добра плътност при затваряне. Това е и една от причините те да са широко разпространени в системите за градско газоснабдяване. Химичният състав на газа, от своя страна, също влияе на срока на експлоатация на регулатора и отделни негови части, особено при използването на гумени елементи.
Параметрите, които е добре да вземат предвид, са: диаметърът на условното сечение, като не се препоръчва избор на регулатор с условен диаметър по-голям от този на тръбопровода; максимален и минимален дебит на газа; диапазонът на входното и изходното налягане; пропускната способност; наличие или не на вентил-отсекател; диапазон на работните температури, нивото на шума на работещия регулатор; начин на задаване и контрол на изходящите параметри; експлоатационни параметри като точност, стабилност, простота, скорост на сработване, тегло. По отношение на условния диаметър, специалистите не препоръчват избор на регулатор с по-голямо условно сечение от това на тръбопровода.
Основни изисквания при избора на регулатор се явяват осигуряването на устойчива работа на регулатора при всички възможни режими. Препоръчва се при големи дебити газ да се използват регулатори с косвено действие. При затворени и разклонени газови мрежи, отчитайки тяхната способност за самоизравняване, принципно, може да се използват всякакъв тип регулатори, но специалистите все пак препоръчват използването на астатични регулатори с косвено действие. Тези регулатори позволяват по-точно поддържане на налягането след себе си.
При избора на регулатор е необходимо да се отчете и шумът, генериран от работещия регулатор. За ефективен метод за намаляване на шума се счита използването на шумогасители веднага след намаляването на газа.
Етикети: газоснабдителните системи регулация дебит налягане
