что такое редуцирующее устройство
Что такое редуцирующее устройство
Схема редуцирования газа
Что это такое?
Редуцирование газа — это процесс снижения давления на входе в ГРС до заданного значения и поддержания его с определённой точностью.
Это интересно:
В зависимости от категории потребителя различают газопроводы низкого давления — для газоснабжения жилых домов, а также среднего и высокого — для подачи газа на промышленные предприятия.
Для чего это нужно?
Как это происходит?
Процесс редуцирования на ГРС голубое топливо проходит наряду с очисткой, подогревом, замером расхода и одоризацией. Снижение давления осуществляется в непрерывном режиме через узел редуцирования при помощи автоматических клапанов регуляторов различных модификаций. В качестве регуляторов давления на газораспределительных станциях используются регуляторы прямого и непрямого действия.
Узел редуцирования на газораспределительной станции
Технологические схемы ряда ГРС предполагают наличие двух и более линий редуцирования с обязательным наличием резервных. На каждом выходе из станции имеется блок предохранительных клапанов на случай превышения давления сверх установленных пределов.
При отклонении выходного давления газа от допустимого значения датчик, настроенный на определенный параметр, дает команду на переключение крана и автоматический пуск в работу другого регулятора. Одновременно с этим происходит оповещение обслуживающего персонала станции при помощи звуковой и световой сигнализации, позволяющей оперативно отреагировать и устранить сбой в работе оборудования.
Как у нас?
На газораспределительных станциях ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» снижение давления происходит в блоках (узлах) редуцирования газа. Фактическое выходное давление на станциях Общества варьируется от 0,1 МПа до 1,2 МПа. На ГРС голубое топливо очищают, при необходимости подогревают, редуцируют, одорируют, замеряют и через выходной газопровод направляют потребителям. Для редуцирования газа на ГРС Общества используют десятки разных типов регуляторов давления. Процесс снижения давления осуществляют как в ручном, так и в автоматическом режиме.
Арматура и редуцирующие устройства
Количество и размещение арматуры, средств измерения, автоматизации и защиты должны быть предусмотрены проектной организацией с учетом обеспечения безопасного обслуживания и ремонта.
Превышение давления при полном открытии предохранительного клапана выше, чем на 10 % расчетного, может быть допущено лишь в том случае, если это предусмотрено расчетом на прочность трубопровода.
Если эксплуатация трубопровода разрешена на пониженном давлении, то регулировка предохранительных устройств должна производиться по этому давлению, причем пропускная способность устройств должна быть проверена расчетом.
2.8.3. Отбор среды от патрубка, на котором установлено предохранительное устройство, не допускается. Предохранительные клапаны должны иметь отводящие трубопроводы, предохраняющие персонал от ожогов при срабатывании клапанов. Эти трубопроводы должны быть защищены от замерзания и оборудованы дренажами для слива, скапливающегося в них конденсата. Установка запорных органов на дренажах не допускается.
2.8.4. Конструкция грузового или пружинного клапана должна иметь устройство для проверки исправности действия клапана во время работы трубопровода путем принудительного открытия. В случае установки на трубопроводе электромагнитного импульсно-предохранительного устройства (ИЛУ) оно должно быть оборудовано устройством, позволяющим производить принудительное открытие клапана дистанционно со щита управления.
2.8.5. Класс точности манометров должен быть не ниже:
2.8.6. Шкала манометров выбирается из условия, чтобы при рабочем давлении стрелка манометра находилась в средней трети шкалы.
2.8.7. На шкале манометра должна быть нанесена красная черта, указывающая допустимое давление.
Взамен красной черты допускается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластинку, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.
Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу, при этом шкала его должна быть расположена вертикально или с наклоном вперед до 30° для улучшения видимости показаний.
2.8.8. Перед каждым манометром должен быть трехходовой кран или другое аналогичное устройство для продувки, проверки и отключения манометра. Перед манометром, предназначенным для измерения давления пара, должна быть сифонная трубка диаметром не менее 10 мм.
2.8.9. Арматура должна иметь четкую маркировку на корпусе, в которой указывается:
а) наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;
в) условное или рабочее давление и температура среды;
г) направление потока среды;
2.8.10. Арматура с условным проходом 50 мм и более должна поставляться с паспортом установленной формы, где указываются применяемые материалы, режимы термической обработки и результаты неразрушающего контроля, если проведение этих операций было предусмотрено ТУ. Данные должны относиться к основным деталям арматуры: корпусу, крышке, шпинделю, затвору и крепежу.
2.8.11. На маховиках арматуры должно быть обозначено направление вращения при открытии и закрытии арматуры.
2.8.12. При конструировании привода арматуры трубопроводов следует соблюдать следующие условия:
б) прорезь, в которой движется указатель открытия арматуры, не должна ограничивать его движения в крайних положениях; на шкале указателя открытия арматуры крайние положения должны быть обозначены надписями.
2.8.13. Трубопровод, расчетное давление которого ниже давления питающего его источника, должен иметь редуцирующее устройство с манометром и предохранительным клапаном, которые устанавливаются со стороны меньшего давления (РОУ или другие редуцирующие устройства).
2.8.15. В целях облегчения открытия задвижек и вентилей, требующих значительного вращающего момента, а также для прогрева паропроводов (в технически обоснованных случаях) они должны быть оснащены обводными линиями (байпасами), диаметр которых определяется проектной организацией.
Устройство редукционного узла
Главная задача любой паровой системы — обеспечить паропотребителей паром с заданными характеристиками. Казалось бы, что проще — установил парогенератор нужной мощности, провел трубопровод, оснастил его нужной арматурой и пользуйся напрямую. Такая схема действительно возможна, но при соблюдении нескольких условий — паропотребитель только один, котел способен выдавать требуемое ему давление, длина паропровода ограничена (перепад давления, теплопотери и скорость пара остаются практически неизменными).
В реальности подобный вариант встречается также редко, как выигрыш в лотерею. Обычно в системе от двух потребителей, для каждого из которых требуются свои характеристики пара. Поэтому практически в любой паровой системе перед потребителем монтируют узлы, основным элементом которых является редукционный клапан.
Редукционный клапан (редуктор, регулятор давления после себя) предназначен для снижения давления поступающего пара до значения, соответствующего требованиям паропотребителя, и его поддержания на заданном уровне при любых изменениях на входе в паровоздушный калорифер, теплообменник и другое аналогичное оборудование.
Что представляет из себя редукционный узел, какие элементы в него входят и почему нельзя устанавливать регулятор давления пара после себя без обвязки, расскажет Андрей Шахтарин, руководитель компании «КВиП».
Что входит в узел регулирования
Редукционный узел или редукционная установка — это комплект оборудования, включающий в себя помимо регулятора давления пара после себя, фильтр грубой очистки, сепаратор, предохранительный клапан, один или несколько конденсатоотводчиков и запорную арматуру. Тут же возникает вопрос, зачем столько оборудования нужно и почему нельзя просто установить редукционный клапан. Дело в том, что устройство довольно требовательно к условиям к эксплуатации и уязвимо к механической эрозии — при прохождении влажного пара на высокой скорости, капли конденсата буду способствовать быстрому износу его седла. Такие особенности редукционного клапана делают его экономически невыгодным без обвязки.
Поэтому совместно с редуктором монтируют ряд устройств, которые позволяют ему нормально работать и выполнять свою функцию:
Фильтр грубой очистки предназначен для очистки пара, подаваемого на редукционный клапан, от грязи, ржавчины и окалины. Защищает клапан от проникновения крупных и средних частиц. Подходит для использования в большинстве систем, за исключением случаев, когда есть особые требования к размеру и количеству включений.
Сепаратор необходим для осушения пара. Причем как на входе редукционного клапана, так и на его выходе (для большинства паровоздушных потребителей необходим именно сухой пар). Тип сепаратора подбирают с учетом его пропускной способности, скорости потока и расчетного падения давления после прохождения пара через устройство. Подробно о выборе этого устройства мы писали в этой статье.
Конденсатоотводчики устанавливают непосредственно перед редукционным клапаном. Это позволит предотвратить накопление конденсата при его закрытии. В частных случаях устройства также размещают за регулятором давления пара после себя, если паропровод после него поднимается наверх. Или между двумя редукционным клапанами, если схема предполагает их последовательное подключение. При монтаже редуктора на вертикальном трубопроводе, дренаж можно и не предусматривать.
Предохранительный клапан предотвращает повышение давления при неправильной настройке системы или выходе из строя регулятора давления пара после себя, предупреждает появление гидроударов в редукционной установке.
Запорная арматура устанавливается для перекрытия потока среды во время профилактических работ и при обслуживании узла.
Это минимальный набор компонентов, который должен быть в редукционной установке. Без них нормальная работа редуктора невозможна. При этом стоит учитывать, что подбор регулятора давления пара после себя должен выполняться сразу с окружением. В противном случае возможна ситуация, что купив недорогой редукционный клапан, вы потратите в несколько раз больше денег на его обвязку, а также последующий монтаж и обслуживание. Чтобы не ошибиться, обращайтесь к специалистам «КВиП», мы поможем подобрать подходящее оборудование.
Кроме того, сегодня производители предлагают усовершенствованные редукционные клапаны, представляющие собой по сути почти полноценный узел регулирования. Конструкция таких редукторов предусматривает встроенный фильтр, сепаратор и конденсатоотводчик. Нет только предохранительного клапана и отсечной арматуры. Такие модели занимают немного места в составе редукционного узла и требуют в меньше фланцев при сборе. Кроме того, все компоненты подобраны по расходным характеристикам, что практически исключает риск технической ошибки.
Частные случаи редукционного узла
Некоторые схемы узла регулирования предусматривают последовательную установку двух редукционных клапанов, если необходимо снизить для потребителя высокое давление пара до очень низких значений. В этом случае перед первым редуктором делают стабилизирующий участок длиной от 8хDN и демпферный — между клапанами не менее 5 метров.
Кроме того, рекомендуется, чтобы второй регулятора давления пара после себя был на два номинальных размера больше первого. Этот момент касается и диаметра паропровода после второго устройства.
Еще один частный случай, предусматривающий установку второго редукционного клапана — необходимость изменения давления в широком диапазоне, от минимального до максимального, при этом редуцироваться оно должно очень точно даже при минимальных расходах пара. Редукторы монтируются параллельно, при этом во время подбора типоразмера устройства придерживаются следующего правила. Давление настройки регулятора большего размера должно быть немного ниже характеристик меньшего клапана, чтобы при повышении давления он закрывался раньше. Такая разница обеспечит полноценную работу обоих устройств. Большой клапан редуцирует при высокой нагрузке, малый — при низкой.
За более подробной информацией по особенностям монтажа редукционной установки и подбором оборудования обращайтесь к нашим специалистам любым удобным способом.
Редуцирующее устройство
Если сосуд работает под давлением меньше давления питающего источника, то на подводящем трубопроводе устанавливают редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном. Последние помещают на стороне меньшего-давления после редуцирующего устройства. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, устанавливают одно редуцирующее устройство с манометром и предохранительным клапаном (на общей магистрали до первого ответвления). Если отсутствует возможность повышения давления, то предохранительный клапан на сосудах не устанавливают. При срабатывании предохранительных клапанов рабочая среда отводятся в безопасное место,
В тех случаях, когда в сосуде давление меньше, чем в источнике давления, на подводящем к сосуду трубопроводе устанавливается редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном, устанавливаемым на стороне меньшего давления (за редуктором): Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении и одной и той же среде, может устанавливаться одно редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном на общей магистрали до первого ответвления. В этом случае, если в сосудах ис-
Если автоматическое редуцирующее приспособление из-за особенностей свойств среды не может надежно работать, допускается замена его ручным редуцирующим вентилем, двумя предохранительными клапанами и манометром на стороне низкого давления. На каждом сосуде, кроме манометра, указывающего давление в сосуде, устанавливается вентиль или кран для контроля отсутствия давления в сосуде перед его вскрытием или соответствующая арматура, позволяющая проверить отсутствие давления в сосуде.
Если автоматическое редуцирующее приспособление не может вследствие физических свойств среды надежно работать, оно может быть заменено ручным редуцирующим вентилем с манометром с двумя предохранительными клапанами на стороне низкого давления.
Если автоматическое редуцирующее приспособление не может вследствие физических свойств среды гнадежно работать, оно может быть заменено ручным редуцирующим вентилем с двумя предохранительными клапанами и манометром на стороне низкого давления. В этом случае пропускная способность кзж-дс-го /предохранительного клапана’ должна соответствовать пропускной способности подводящего трубопровода или вентиля при максимальном давлении и наибольшем открьр тии вея-пиля с тем, чтобы давление в сосуде не могло подняться выше установленного прм работе предохранительных клапанов.
5-4-10. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, устанавливается одно редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном, расположенным на общей магистрали до первого ответвления. В этих случаях установка предохранительных клапанов на сосудах не обязательна, если в них исключена возможность повышения давления.
В случаях, когда автоматическое редуцирующее приспособление вследствие физических свойств среды не может надежно работать, допускается замена его ручным редуцирующим вентилем, предохранительным клапаном и манометром на стороне меньшего давления.
Когда давление пара или газа в источнике, откуда они поступают в работающий сосуд, выше давления, на которое сосуд рассчитан, необходимо иметь, кроме запорного клапана, еще автоматическое редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном, установленное на стороне меньшего давления.
устанавливается одно редуцирующее приспособление с манометром и предо-
В случаях, когда автоматическое редуцирующее приспособление вслед-
Если сосуд работает под давлением меньше давления питающего источника, то на подводящем трубопроводе устанавливают редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном. Последние помещают на стороне меньшего-давления после редуцирующего устройства. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, устанавливают одно редуцирующее устройство с манометром и предохранительным клапаном (на общей магистрали до первого ответвления). Если отсутствует возможность повышения давления, то предохранительный клапан на сосудах не устанавливают. При срабатывании предохранительных клапанов рабочая среда отводятся в безопасное место,
Ответвления газопроводов, подводящих инертный газ к аппаратам, рассчитанным на давление, меньше чем в магистральном газопроводе инертного газа, должны быть снабжены автоматическими редуцирующими устройствами, предохранительными гидравлическими клапанами (гидрозатворами) и манометрами (на стороне низкого давления). Редуцирующее устройство и предохраяи-
Для защиты парового пространства кипятильников устанавливают редуцирующее устройство и предохранительный клапан на стороне низкого давления на общем паропроводе, от которого отбирается питание для группы кипятильников. При этом расчетное давление всех кипятильников, питающихся от этого паропровода, должно быть ‘не меньше давления, на которое отрегулировано редуцирующее устройство. Расчетное давление парового пространства аппарата должно быть не менее максимально возможного давления в аппарате, определяемого требованиями технологического процесса, плюс наибольшее гидравлическое сопротивление паропровода от места установки редуцирующего устройства до аппарата-пароприемника.
г) для паропроводов — максимально возможное давление пара, которое может создаться на участке трубопровода, в цехе или на установке; для межцеховых паропроводов рабочим давлением считается условное давление на распределительном коллекторе, согласованное с поставщиком пара; для внутрицеховых паропроводов принимается наивысшее расчетное давление, на которое отрегулированы редуцирующее устройство и предохранительный клапан, установленный на стороне низкого давления;
Групповая защита от опасного завышения давления в аппаратах в отдельных случаях коренным образом изменяет характер стравливания через предохранительные клапаны. Если расчетное давление БСВХ аппаратов, подключаемых к одному газопроводу, меньше давления источника питания, то достаточно установить одно редуцирующее устройство и один предохранительный клапан на стороне низкого давления.
редуцирующее устройство должно обеспечивать поддержание расчетного давления газа в напорном трубопроводе в течение всего периода тушения.
На магистралях воздуха, газа, жидкости редукторы или регуляторы давления следует устанавливать перед непосредственным потребителем (пневмоинструменты, печь, гидромонитор) или группой потребления с целью понижения давления до установленного для данного технологического процесса или оборудования. Для группы оборудования, работающего при одном и том же давлении, может быть применено одно редуцирующее устройство с манометром и предохранительным клапаном, установленными на общей магистрали до первого ответвления.
Редуцирующее устройство может быть автоматического действия при условии, если рабочая среда позволяет это сделать. Установка ручного редуцирующего вентиля разрешается при наличии двух предохранительных клапанов и манометра на стороне низкого давления.
Автоматическое редуцирующее устройство и предохранительный клапан должны быть отрегулированы на расчетное давление аппаратов, потребляющих инертный газ.
Подогреватель газа снабжается автоматическими устройствами, регулирующими температуру подогреваемого газа в заданных пределах, а также прекращающими подачу газа на горелки при повышении и понижении давления топливного газа сверх допустимого. На топливном газопроводе подогревателя должны быть установлены редуцирующее устройство, предохранительный клапан, отрегулированный на давление, необходимое для горения газа в горелках, а также устройство для предупреждения попадания конденсата в контрольно-измерительные приборы и горелки. Газопровод, подводящий топливный газ к го-
Редукционные клапаны
Редукционным называют клапан, предназначенный для уменьшения давления в линии отводимой от основной и поддержания этого давления на постоянном уровне.
Редукционные клапаны используют в случае если от одной линии высокого давления питаются один или несколько потребителей, рассчитанных на меньшее рабочее давление, чем основная линия.
Редукционные клапаны, также, применяются для уменьшения или стабилизации давления питания исполнительных механизмов.
Функции редукционного клапана
Редукционные клапаны позволяют реализовать следующие функции:
Как работает редукционный клапан
Попробуем разобраться, как работают редукционные клапаны.
Рассмотрим подробнее устройство и работу клапанов прямого и непрямого действия.
Редукционный клапан прямого действия
Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на рисунке. Рассмотрим основные элементы и принцип работы редукционного клапана.
Давление жидкости на выходе редукционного клапана в линии отводимой от основной называют редуцируемым.
Золотник 1 расположен в корпусе 2, в котором также установлена пружина 3, ее поджатие регулируется винтом 4.
Давление в напорной линии (Рн) подводится к рабочей полости золотника, не оказывая на него силового воздействия, так как площади поясков золотника равны. Осевыми силами, действующими на золотник являются сила пружины и сила, обусловленная давлением на выходе клапана (Рред). Положение золотника будет определяться силой действия пружины и редуцируемым давлением Рред. Настройка давления на выходе редукционного клапана осуществляется винтом, поджимающим пружину.
При увеличении редуцируемого давления (Рред), золотник, под действием этого давления будет смещаться (вверх по схеме), уменьшая площадь проходного сечения S, увеличивая гидравлическое сопротивление. В результате возросших потерь редуцируемое давление снизиться до величины первоначальной настройки.
При уменьшении редуцируемого давления (Рред) золотник под действие усилия пружины переместится вниз, увеличивая проходное сечение. В результате снижения потерь, давление в отводимой линии достигнет величины настройки.
Эта особенность работы клапанов прямого действия может оказывать существенное влияние на работу клапана при больших величинах расхода. Поэтому для работы при больших расходах используют редукционные клапаны непрямого действия.
Редукционный клапан непрямого действия
Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление.
Схема клапана редукционного непрямого действия показана на рисунке.
Жидкость подводится в клапан через отверстие 9, пройдя через зазор между золотником 5 и седлом в корпусе, жидкость поступает в отовдимую линию 10. Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, к тому же, через постоянный дроссель 4 подводится к верхнему торцу золотника и к шарику 1, поджатому пружиной 2, усилие поджатия регулируется винтом 6. Линия 7 соединяется со сливом.
Положение золотника 5 определяется соотношением сил давления в отводимой линии (редуцируемого) и давления в камере 8.
Величина давления в камере 8 зависит от настройки пружины 2, то есть величину давления настройки клапан можно регулировать винтом 6.
В случае увеличения давления в линии отводимой от основной выше давления настройки, шарик отодвинется от седла, пропуская часть жидкости на слив. В результате появления расхода через дроссель 4, давление на верхний торец золотника снизится (из-за потерь на дросселе), золотник под действием редуцируемого давления переместится вверх, уменьшая проходное сечение, что вызовет снижение редуцируемого давления до величины настройки.
Как изображается редукционный клапан на гидросхемах
На гидравлических схемах редукционный клапан показывают в виде квадрата со стрелкой, указывающей направление жидкости, также на схеме показана регулируемая пружина и управление с линии выхода (пунктиром). Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.
Чем редукционный клапан отличается от предохранительного
Редукционные и предохранительные клапаны позволяют регулировать давление, некоторые модели этих устройств производятся в корпусах схожей формы, они регулируется с помощью винта, регулирующего поджатие пружины, их гидравлические схемы состоят из похожих элементов. По этим причинам эти клапаны можно перепутать. Хотя различий у редукционных и предохранительных клапанах гораздо больше, они различаются как по конструкции, принципу действия и назначению.
Функции этих клапанов также различны, клапан предохранительный защищает гидравлическую систему от чрезмерно высоко давления, клапан редукционный снижает давление в линии отводимой от основной и поддерживает давление в этой линии на постоянном уровне.