Расчет регулирующего клапана ГРС

Для поддержания давления на заданном уровне на ГРС устанавливают автоматические регуляторы. По способу действия они делятся на регуляторы прямого и непрямого действий. Регуляторы состоят из регулирующего клапана, чувствительного и управляющего элементов.

На ГРС часто применяют регуляторы давления прямого действия типа РД. Они просты в обслуживании и надежны в эксплуатации. Регулятор давления прямого действия представляет собой дроссельное устройство, приводимое в движение мембраной, находящейся под воздействием регулируемого давления. Всякое изменение регулируемого давления газа вызывает перемещение мембраны, а вместе с ней и изменение проходного сечения дроссельного устройства, что влечет за собой уменьшение или увеличение количества газа, протекающего через регулятор.

Все большее распространение на ГРС получают прямоточные регуляторы типа РДПР-3. Регуляторы давления этого типа устанавливают только на прямолинейном участке газопровода между двумя запорными устройствами таким образом, чтобы направление стрелки на табличке регулятора совпадало с направлением потока газа с обеспечением полной герметичности фланцевых соединений исполнительного устройства с газопроводом.

Регуляторы непрямого действия типа РДУ состоят из исполнительного устройства, усилителя рассогласования, регулятора перепада давления. Исполнительные устройства регуляторов всех типоразмеров конструктивно подобны и отличаются друг от друга только размерами, усилитель и редуктор перепада давления одинаковы.

Прямоточные регуляторы давления непрямого действия с эластичной цилиндрической манжетой выгодно отличаются от других регуляторов высокой надежностью и точностью регулирования давления, малыми вибрациями дросселирующего органа и низким уровнем шумов.

Достоинством рассматриваемого регулятора является то, что управляющее устройство (пилот) при своей работе не имеет постоянного сброса газа в атмосферу, так как сброс питающего газа из пилота производится в выходной трубопровод регулятора с выходным давлением р _к, более низким, чем р _н (входное давление).

В приборных регуляторах давления непрямого действия с изменением регулируемого давления включается вспомогательный источник энергии, который через специальный механизм – серводвигатель перестанавливает регулирующий орган. Таким образом, в результате непрямого действия регулирующий орган перемещается благодаря вспомогательной

энергии. По виду вспомогательной энергии регуляторы бывают: пневматические, гидравлические, электрические, электрогидравлические.

Основной регулятор давления следует выбирать по максимальному расчетному расходу газа потребителями и требуемому перепаду давления при редуцировании. Пропускную способность регулятора давления следует принимать на 15 ÷ 20% больше максимального расчетного расхода газа.

Основными параметрами, определяющими пропускную способность исполнительного устройства регулятора давления любого типа, являются условный диаметр D_У проходного сечения дросселирующего органа и соответствующей ему коэффициент максимальной пропускной способности К _v .

1 Определяется максимальный коэффициент пропускной способности К _{v max} дросселирующего органа

При p _к > 0,5· р _н К _{v max} = (Q/ 5140· z) ·√(ρ₀· T _н)/[ p _к·(p _н – p _к)], м³/ч

При p _к ≤ 0,5· р _н К _{v max} = (Q/ 2570· р _н)·√ ρ₀· T _н , м³/ч,

где p _к – абсолютное давление до регулирующего клапана, МПа;

р _н – абсолютное давление после регулирующего клапана, МПа;

Q – максимальный расход газа, м³/ч;

ρ₀ – плотность газа в нормальных условиях (при p ₀ = 101325 Па, Т ₀ = 273 К);

T _н – температура газа до регулирующего клапана, К;

z – коэффициент сжимаемости газа при p _ср= (р _н + p _к)/2 и Т _ср= T _н.

2 Определяется условный коэффициент пропускной способности К _v

К _v = 1,2 · К _{v max}, м³/ч

3 По вычисленному коэффициенту пропускной способности К _v выбирается регулятор давления ([28], стр.102, табл.3.2; [ 7], стр 236-262; [ 51], стр. 201-216).

Приводится техническая характеристика выбранного регулятора давления.