Газові регулятори тиску: види, будова, принцип роботи

Газова трубопровідна інфраструктура включає в себе широкий набір регулювальних пристроїв. Більшість із них орієнтується на забезпечення безпечної роботи системи і можливість контролю окремих експлуатаційних параметрів. Одним з найважливіших пристроїв даного типу є регулятор газового тиску, що працює у автоматичному режимі.

Принцип дії пристрою

Робочий процес здійснюється за рахунок функцій двох частин газової арматури – виконуючої механіки і безпосередньо регулятора. Перша частина виступає в якості чутливого елемента, завдяки якому такі пристрої в принципі можуть вважатися автоматичними. Виконавчі органи газового регулятора тиску в постійному режимі порівнюють поточні показники обслуговується середовища і нормативні експлуатаційні значення, які були спочатку закладені оператором на конкретний робочий сеанс. Далі при виявленні розбіжності в показниках цей же механізм генерує сигнал для регулюючої системи, яка коригує величину тиску, знижуючи або підвищуючи її. Причому спосіб впливу на робочі показники може бути різною – це залежить від енергетичної середовища харчування. Наприклад, може використовуватися потенціал того ж газу або заряд від зовнішнього джерела – гідравлічного, теплового, електричного і т. д.


Існують і моделі, в яких реалізується прямий принцип регуляції. Тобто чутливий або виконавчий механізм відповідає за порівняння цільових показників системи, і за їх корекцію. До таких пристроїв, зокрема, належать пружинні газові регулятори тиску. Принцип роботи такої арматури полягає в управлінні діафрагмою, механічно впливає на стан обслуговується системи. Зазвичай такі моделі застосовуються в газорозподільних мережах, що вимагають швидкого і прямого механізму контролю.

Конструкція арматури

До основних елементів регуляторів цього типу відносяться затвори, які застосовуються в різних видах. Наприклад, дана арматура може бути клапанної, діафрагменної, шланговому і дискової. Існують в деякому роді комбіновані регулятори газового тиску, в конструкції яких використовуються сідельні та клапанні затвори. До переваг таких пристроїв фахівці відносять високу герметичність системи ущільнення. Для трубопроводів з високою пропускною здатністю використовують двухседельные затвори, у яких площа прохідного перерізу більше, ніж у інших регуляторів. На великих станціях також набули поширення заслоночные затвори. Вони спрацьовують в два етапи і вимагають використання зовнішніх джерел енергії, але зате відрізняються надійністю при контролі великих обсягів газового витрати.


В якості чутливого органу застосовують мембрани. Деякі системи передбачають їх використання і як приводних пристроїв. Сама мембрана може бути гофрованої або плоскою, але в обох випадках жорсткість і здатність витримувати різні навантаження варіюється в широких діапазонах. У відповідності з технічними нормативами, пристрій газових регуляторів тиску з запірними і контролюючими елементами повинно відповідати наступним вимогам:

Нечувствительная зона роботи у своєму значенні не повинна перевищувати 25% щодо рівня максимального вихідного тиску.

Зона пропорційності у випадку з балонними і комбінованими регуляторами також не повинна бути вище 20% відносно верхньої межі тиску на виході.

В умовах різких перепадів тиску в контурі час технічного переходу регулювання не повинно бути вище 1 хв.

Різновиді технічного виконання

Регулятори для газових середовищ класифікуються за кількома техніко-конструкційним ознаками. Зокрема, поділ стосується кількості ступенів редукування (зниження), складності механічного виконання і способу забору імпульсу вихідного тиску.
Що стосується першої ознаки, то існують одно - і двоступінчасті моделі, які відрізняються за видатковими характеристиками. Приміром, газовий регулятор тиску для дому з показником витрати не більше 25 м 3 /ч з більшою ймовірністю буде мати два ступені редукування. Дана схема роботи відрізняється більш високою стабільністю контролю і багаторівневою безпекою, яка реалізується за рахунок допоміжних компонентів. У системах з підвищеним витратою газу частіше використовують одноступінчаті пристрою. В плані складності конструкції виділяють прості і комбіновані регулятори, які можна розділити і набором функцій. У першому випадку виконується тільки завдання зниження тиску, а в другому – передбачаються також можливості для шумозаглушення в трубопроводі, запобігання клапана і фільтрації. По системі імпульсного забору можна розділити газові регулятори тиску з безпосереднім контролем показників на виході, і пристрої з зовнішнім підключенням чутливих елементів. Головна проблема використання другого принципу забору полягає в обов'язковому дотриманні умови підтримання стабільності потоку на досліджуваному контурі, інакше дані будуть некоректними.

Побутові та комерційні регулятори тиску в газопроводах

Конструкційне, функціональне і ергономічне виконання запірної арматури в підсумку зводиться до вимог конкретної сфери застосування. Акцент робиться на безпосередніх робочих параметрах, серед яких вихідний тиск, діапазони вимірів, обсяги витрат і ін Так, газові регулятори тиску для побутових мереж, як правило, характеризуються низькою пропускною здатністю і скромним спектром можливостей для налаштування. З іншого боку, у такий арматурі робиться орієнтування на безпеку та зручність експлуатації. На практиці побутові регулятори використовуються в системах газопостачання котлів, плит, пальників та іншої домашньої техніки. Промислове і комерційне застосування накладає більш високі вимоги на засоби контролю газових середовищ. Пристрої цього типу відрізняються розширеними діапазонами показників вихідного і вхідного тиску, точністю налаштувань, більш високою пропускною здатністю і наявністю додаткових функцій. Подібні моделі використовуються газовими службами, контролюючими постачання об'єктів соціального призначення, громадського харчування, промисловості, інженерного господарства і т. д. Вже зазначалося, що існують різні регулятори з точки зору складності конструкційного виконання. Але це не означає, що у промисловому секторі, наприклад, застосовуються лише комбіновані багатофункціональні пристрої. Найпростіші засоби управління можуть бути корисними на підприємствах завдяки високій надійності і ремонтопридатності.

Газовий редуктор з регулятором тиску

Редуктор являє собою автономний пристрій, призначений для контролю тиску газової суміші на виході з будь-якої ємності або трубопроводу. Основна класифікація в даному випадку передбачає поділ регулюють вузлів за принципом дії. Зокрема, розрізняються зворотні та прямі пристрою. Редуктор зі зворотною дією працює на пониження тиску по мірі виходу газу. Конструкція таких пристроїв включає клапани, камери для буферного змісту суміші, регулювальний гвинт та фурнітурні пристосування. Пряма дія означає, що регулятор буде працювати на підвищення тиску при випуску газу. Також розрізняють моделі редукторів за типом обслуговуваного газу, кількістю ступенів редукування і місця використання. Наприклад, існують регулятори тиску газу для балонів, трубопровідних мереж та рамп (пальників). У випадку з балонами тип газу визначить і спосіб підключення пристрою. Практично всі моделі редукторів, крім ацетиленових, з'єднуються з балонами допомогою накидних гайок. Пристрої, що працюють з ацетиленом, зазвичай фіксуються до ємності хомутами з наполегливим гвинтом. Передбачаються і зовнішні відмінності між редукторами – це може бути маркування за кольором і зазначенням інформації про робочої суміші.

Статичні і астатичними регулятори

У статичних системах характер регуляції нестабільний в місцях прямого механічного сполучення з робочим середовищем і запірною арматурою. В цілях підвищення стійкості такого регулятора вводиться додаткова зворотний зв'язок, вирівнює значення тиску. Причому треба зазначити, що фактична величина тиску в даному випадку буде відрізнятися від нормативної до моменту, поки не відновиться номінальна навантаження на чутливий елемент. Традиційне виконання статичного регулятора тиску газу передбачає наявність власного стабілізуючого пристрою у вигляді пружини – для порівняння, в інших версіях використовується компенсуючий вантаж. У процесі робочого моменту сила, яку розвиває пружина, повинна відповідати ступеню її деформації. Найбільша ступінь стиснення знаходиться у ситуаціях, коли мембрана повністю закриває регулюючий канал. Астатичними регулятори при будь-яких навантаженнях самостійно наводять показник тиску до потрібної величини. Також відновлюється та положення органу регулювання. Втім, у виконавчої механіки, як правило, не буває чіткої позиції – в різні моменти регуляції він може знаходитися в будь-якій позиції. Астатичними регулюючі пристрої частіше використовують в мережах з високою здатністю до самовирівнювання робочих показників.

Изодромный регулятор газу

Якщо статичну систему контролю тиску можна охарактеризувати як модель з жорсткою зворотним зв'язком, то изодромные пристрої взаємодіють з пружними елементами відновлення характеристик. Спочатку в момент фіксації відхилення від заданої величини регулятор займе позицію, яка відповідає значенням, пропорційним показником відходження від норми. Якщо ж тиск не нормалізується, газова арматура буде зміщуватися в бік компенсації до тих пір, поки показники не прийдуть в норму. З точки зору характеру експлуатації изодромный регулятор можна назвати середнім між пристроєм астатическими і статичними моделями. Але в будь-якому випадку відзначається висока ступінь незалежності даною регулюючої механіки. Існує різновид изодромной арматури з початком. Цей пристрій відрізняється тим, що швидкість зсуву виконавчого органу спочатку перевищує темпи зміни тиску. Тобто техніка працює на випередження, економлячи час на відновлення параметра. У той же час регулятори з початком витрачають більше енергії від зовнішнього джерела. Тепер можна перейти до розгляду конкретних моделей газових регуляторів тиску. Огляд кращих представників сегмента представлений нижче.

Виробники регуляторів

Пристрої для управління і контролю потоками газових сумішей в Росії широко представляють як вітчизняні, так і закордонні виробники. Зокрема, завод «Газаппарат» пропонує високоточні регулятори серії РДНК, які стабільно підтримують робочі показники в системі незалежно від активності споживання газу. Ще один виробник якісних пристроїв для регулювання тиску в газопроводах – підприємство «Метран», яке займається розробкою контрольно-вимірювальних систем спільно з великої зарубіжної компанією Emerson. Дана продукція використовується в промисловості і в побутовій сфері. Наприклад, газові служби задіють у керованих господарствах системи серії 1098-EGR, які відрізняються швидким відгуком, точністю налаштувань параметрів і високою продуктивністю. Базові модифікації цілком годяться для ліній подачі газового палива до мережевих і локальних точках паркану. Комплексно підходить до завдань контролю паливно-газового витрати підприємство «ГасТех». Фахівці підприємства розробляють індивідуальні рішення для обслуговування газових установок різного типу незалежно від їх пов'язаності з іншим обладнанням.

Експлуатація регулятора

На корпусі пристрою передбачається кілька сполучних отворів різного діаметра. Конфігурацію системи підключення слід підбирати, виходячи з конкретних умов експлуатації. Найбільш поширеними вважаються формати каналів в діапазоні розмірів від 025 до 1 дюйма. До таких сполук підходять основні фітинги та перехідники, що підключаються за допомогою обертових шайб. Переконавшись в можливості введення регулятора в конкретну систему, можна приступати до безпосередньої установки. Вона виконується по наступній інструкції:

Включити клапан в робочі контури, перевіривши наявність газу. Закрити клапан повністю і прибрати кришку для захисту зі здатністю відтинати клапана при наявності такого.

Плавно відтягнути рукоятку взводу. Хід повинен бути невеликим – близько 10 мм.

Звести другу сходинку, але поступово, щоб не було стрибкоподібної подачі газу. Якщо є можливість, можна залишити невелику витік через відсікаючий клапан.

Заглушка зі здатністю відтинати клапана ставиться назад.

Повільно закрити вихідний клапан, попередньо усунувши технологічні витоку.

В процесі установки можна виконати базові установки газового регулятора тиску за кількома параметрами: подання, положення відсікача, максимальною величиною тиску і т. д. Як правило, конкретні значення беруться або з проектних даних, або з паспорта виробника пристрою. Рекомендується робити настройки з відхиленнями не більше 10% від встановлених в документації. Для управління робочим тиском використовують торцювальний ключ. Повертаючи їм наконечник заглушки, можна підвищувати або знижувати зазначену величину.

Висновок

Застосування контрольно-керуючої і, зокрема, регулюючої арматури при експлуатації газового обладнання є вкрай важливим заходом не тільки з точки зору виконання технологічних завдань, але і як умова забезпечення безпеки. На великих підприємствах, станціях і комплексах з гідравлічним режимом обслуговування газорозподільних мереж регулюючі пристрої встановлюються на декількох точках, автоматично контролюючи процеси пересування робочих сумішей. В чому ж полягає необхідність використання газової арматури на практиці? Пониження та підвищення тиску впливає на стан обладнання і трубопровідних мереж, що особливо важливо з урахуванням вибухопожежонебезпечності газових середовищ як таких. Також регуляція потрібно як умова для дотримання встановлених обсягів розподілу сумішей по різних каналах усередині однієї системи. Управління в цьому сенсі означає контроль інтенсивності переміщення газу у відповідності з певними потребами й умовами експлуатації. Звичайно, не тільки для потреб промисловості використовуються регулятори тиску в обладнанні, що обслуговує газові суміші. І компактні пальника, і котли з бойлерами на даному виді палива також вимагають підключення засобів контролю. Інша справа, що зустрічаються різні схеми і конфігурації управління потоками газу. Тому існує безліч різновидів редукторів і регуляторів, конструкції яких орієнтовані на потреби того чи іншого користувача.