Trykregulator , gastrykreduktion - en slags kontrolventiler , en automatisk fungerende autonom enhed, der tjener til at opretholde et konstant gastryk i rørledningen . Når trykket reguleres, reduceres det indledende højtryk til det endelige lavtryk. Dette opnås ved automatisk at ændre graden af åbning af regulatorens spjældlegeme, som et resultat af hvilket den hydrauliske modstand mod den passerende gasstrøm automatisk ændres .
Afhængigt af det opretholdte tryk (placeringen af det kontrollerede punkt i gasrørledningen) er trykregulatorer opdelt i regulatorer "før sig selv" og "efter sig selv". Ved hydraulisk frakturering anvendes kun regulatorer "efter sig selv". Ifølge driftsprincippet er regulatorer opdelt i direkte flow og kombineret.
Den automatiske trykregulator består af en aktuator og et reguleringslegeme. Hoveddelen af aktuatoren er et følsomt element, der sammenligner signalerne for sætpunktet og den aktuelle værdi af det regulerede tryk. Aktuatoren konverterer kommandosignalet til en kontrolhandling og til den tilsvarende bevægelse af den bevægelige del af reguleringsorganet på grund af energien fra arbejdsmediet (dette kan være energien fra gassen, der passerer gennem regulatoren, eller energien fra medium fra en ekstern kilde - elektrisk, trykluft, hydraulisk).
Hvis skiftekraften udviklet af det følsomme element i regulatoren er stor nok, udfører den selv funktionerne til at kontrollere reguleringsorganet. Sådanne regulatorer kaldes direkte virkende regulatorer . Disse omfatter regulatorer med en trykmåler i form af en fjeder, kaldet fjederregulatorer . Arbejdsmediets energi kan også fungere som en indstillingsværdi for udgangstrykket. Enheden, der sender et kommandosignal til aktuatoren i form af et styretryk, kaldes i dette tilfælde en "pilot", og selve regulatoren kaldes en pilot .
Baseret på loven om regulering, der ligger til grund for arbejdet, er trykregulatorer astatiske, statiske og isodromiske.
I gasdistributionssystemer er de to første typer regulatorer mest udbredt.
I astatiske regulatorer virker en konstant kraft fra belastningen 2 på det følsomme element (membranen) . Den aktive (modstående) kraft er den kraft, som membranen opfatter fra udgangstrykket P 2 . Med en stigning i gasudvindingen fra netværk 4 vil trykket P 2 falde , kræftbalancen vil blive forstyrret, membranen vil gå ned, og reguleringsorganet vil åbne.
Sådanne regulatorer, efter at være blevet forstyrret, bringer det regulerede tryk til den indstillede værdi, uanset størrelsen af belastningen og reguleringsorganets position. Systemets ligevægt kan kun forekomme ved en given værdi af det regulerede tryk, og det regulerende organ kan indtage enhver position. Sådanne regulatorer bør anvendes på netværk med høj selvnivellering, for eksempel i lavtryksgasnetværk med en tilstrækkelig stor kapacitet.
Slag, friktion i leddene kan medføre, at reguleringen bliver ustabil. For at stabilisere processen indføres hård feedback i controlleren. Sådanne controllere kaldes statiske. Ved statisk styring afviger ligevægtsværdien af det kontrollerede tryk altid fra den indstillede værdi, og først ved nominel belastning bliver den faktiske værdi lig med den nominelle værdi og er karakteriseret ved ujævnheder (kontrolleret tryk).
I regulatoren erstattes belastningen af en fjeder - en stabiliseringsanordning. Kraften udviklet af fjederen er proportional med dens deformation. Når membranen er i sin øverste position (reguleringslegemet er lukket), opnår fjederen det højeste kompressionsforhold og P 2 - det maksimale. Med styringen helt åben reduceres værdien af P 2 til et minimum. Regulatorernes statiske karakteristika er valgt flad, så ujævnheden i regulatoren bliver lille, og reguleringsprocessen bliver dæmpet.
En isodrom regulator (med elastisk feedback), når det kontrollerede tryk P2 afviger, vil først bevæge reguleringslegemet med en mængde proportional med afvigelsesværdien, men hvis trykket P2 ikke når den indstillede værdi, så vil reguleringslegemet bevæge sig indtil kl. trykket P2 når den indstillede værdi.
Udformningen af gastrykregulatorer skal opfylde følgende krav:
Hovedelementerne i de regulerende (spjæld)legemer er porte. De kan være enkeltsiddende, dobbeltsiddende og membran ( kontrolventiler ), slange ( klemmeventiler ), ventil ( rørledningsventiler ) og spjæld ( spjældventiler ).
I bygasforsyningssystemer anvendes hovedsageligt regulatorer med et- og tosæders ventiler, sjældnere med spjæld- og slangeventiler.
Enkeltsiddende og dobbeltsiddende ventiler kan fremstilles både med en stiv tætning (metal til metal) og med en elastisk (pakninger lavet af olie- og benzinbestandigt gummi , læder , fluoroplast osv.). Sådanne ventiler består af et sæde og en ventil. Fordelen ved enkeltsædede ventiler er, at de nemt giver en tæt tætning. Ventilerne til enkeltsædede porte er dog ubalancerede, da de påvirkes af forskellen mellem indløbs- og udløbstrykket.
Dobbeltsædeventiler under samme forhold har en væsentlig højere gennemstrømning på grund af det større samlede areal af sædernes flowsektion. Disse ventiler aflastes, men i mangel af gasstrøm giver de ikke tæthed, hvilket forklares af vanskeligheden ved at lande lukkeren samtidigt på to planer. Dobbeltsiddende regulatorer bruges oftere i regulatorer med en konstant strømkilde.
Lukkerporte bruges sædvanligvis til hydraulisk frakturering med høje gasstrømningshastigheder (for eksempel termiske kraftværker ) og bruges som reguleringsorgan for indirekte virkende regulatorer med en ekstern energikilde.
I gastrykregulatorer installeret i hydraulisk frakturering bruges membraner (flade og korrugerede) hovedsageligt som et følsomt element og samtidig som et drev .
Den flade membran er en rund flad plade lavet af et elastisk materiale. Membranen klemmes fast mellem flangerne på det øvre og nedre membrandæksel. Den centrale del af membranen er fastspændt på begge sider mellem to runde metalskiver (crimp). Harddiske øger permutationskraften og reducerer reguleringens ujævnheder.
Derudover adskiller trykregulatorer sig i følgende designfunktioner:
Trykregulatorer med store flowkarakteristika har som regel et reduktionstrin. For fuldstændigt at eliminere virkningen af udsving i indløbstryk og gasstrøm på regulatorens stabilitet, anvendes en to-trins trykreduktion i regulatoren. En lignende ordning bruges i husregulatorer , med strømningsegenskaber op til 25 m3 / h, beregnet til individuel brug af forbrugeren.
Regulatorer med simpelt design udfører udelukkende funktionen med at sænke gastrykket og opretholde det på et bestemt forudbestemt niveau. Designet af kombinerede trykregulatorer kan omfatte en sikkerhedsafspærrings- og sikkerhedsaflastningsventil, et filterelement samt en lyddæmper.
I regulatorer, der bruger funktionen til pneumatisk kontrol af udgangstrykket, kan dets indtag udføres både direkte ved regulatorens udgang og ved ekstern tilslutning af en impuls. Hovedbetingelsen for den korrekte tilslutning af impulsen er placeringen af dens indtagspunkt i zonen med stabil strømning i fravær af turbulens og trykstød.
RD, designet til LPG-gasforsyningssystemer, er designet til at arbejde med dampfasen.
Regulatorer kan klassificeres efter følgende hovedtræk:
I henhold til deres formål kan regulatorer opdeles i regulatorer til privat brug og regulatorer til kommercielle (industrielle) formål.
Det funktionelle formål med regulatoren bestemmes primært af egenskaberne ved indstilling af indgangs- og udgangstrykområder, gasflow og nogle andre egenskaber, som igen bestemmer mulighederne for dens design.
Regulatorer til husholdningsbrug har som regel en lille kapacitet og indstillinger for lavt, sjældnere medium udgangstryk, hvilket sikrer sikker brug af gas i hjemmet, designet til at forsyne gaskomfurer, varmtvandskedler, brændere og anden husholdningsgas -brug af udstyr.
Regulatorer til kommerciel og industriel brug har en bred vifte af indløbs- og udløbstryk, stor flowkapacitet og er designet til brug i catering, sociale tjenester, landbrug, industri, byggeri mv.
Hvad angår indstillingerne for regulatorernes indgangs- og udgangstryk, vil en sådan opdeling falde i tre kategorier: "høj - medium", "medium - lav", "høj - lav" [1]
Dette skyldes, at for det første bestemmes valget af de nødvendige trykparametre i rørledningen i hele længden fra lagertanken til det gasforbrugende udstyr ud fra mange specifikke parametre for det system, der designes, herunder den samlede produktivitet, antal og volumen af lagertanke, type gasforbrugende udstyr, afstand fra det til tanken, driftstemperaturforhold og mange andre. For det andet produceres der traditionelt et bredt udvalg af udstyr til LPG i USA og andre lande ved hjælp af den såkaldte. "Engelsk målsystem" på grundlag af egne standarder anvendt på dette udstyr, og konverteringen til det metriske system af enheder i det engelske målsystem fører til fremkomsten af decimalbrøkværdier, der går ud over de indikatorer, der er etableret af russisk regulatoriske dokumenter. For det tredje stræber udenlandske producenter efter ensretning og universalisering af deres udstyr. Dette resulterer i, at nogle regulatormodeller har indgangs- og udgangstrykindstillinger, der falder ind under helt forskellige kategorier på samme tid.
Hvad angår designet, kan RD klassificeres som følger:
Simple RD'er har et reduktionstrin, kombinerede RD'er har to trin: 1. og 2. eller hovedcontrolleren plus "regulator-monitor". De kan også have en integreret sikkerhedsaflastningsventil, sikkerhedsafspærringsventil eller begge dele.
Trinreduktion giver større pålidelighed sammen med øget procesnøjagtighed og stabilitet og mindre afhængighed af indløbstryk og strømningshastighedsspidser. Brugen af indbygget slam-shut og PSK giver regulatoren yderligere niveauer af beskyttelse mod indtrængen af øget udgangstryk til forbrugeren. Brugen af en kontrol "regulator-monitor" som en del af RD gør det muligt at sikre uafbrudt gasforsyning i tilfælde af fejl i hovedregulatoren. I en direkte virkende RD fungerer justeringsfjederen som et sætpunkt, i en indirekte virkende RD er det en pneumatisk aktuator, den såkaldte. pilot.
Direktevirkende fjederregulatorer er enkle i designet og reagerer hurtigt på ændringer i gasflowet, men de har en relativt lille flowkapacitet og fungerer inden for snævre udløbstrykgrænser på grund af deres tuning fjederområder.
Pilotregulatorer har tværtimod en stor kapacitet (op til flere titusindvis af kubikmeter i timen) og en bred vifte af indstillinger, men på samme tid er hastigheden af den forbigående proces meget lavere end forårets hastighed RD'er.
To-trins kontrolsystemer
Selvom enkelttrinssystemer bruges i mange tilfælde, er det nogle gange nødvendigt at installere et to-trins kontrolsystem. I dette tilfælde er en højtryksregulator installeret på tanken, og lavtryksregulatorer installeres direkte hos forbrugeren. Det er vigtigt at bemærke, at trykket i systemer med et-trins regulering opretholdes med en nøjagtighed på 1 kPa. To-trins systemer øger derimod reguleringsnøjagtigheden til 0,25 kPa, hvilket opfylder kravene til nye højeffektive gasforbrugende enheder, der kræver præcis trykregulering for korrekt tænding og stabil drift. For at lette identifikation af typen af RD i forhold til installationsstedet i et bestemt kontrolsystem, ud over standardproduktkoden, bruger nogle producenter en speciel farvekodning.
For at vælge den passende controllerstørrelse er det nødvendigt at bestemme den samlede belastning af installationen, som beregnes ved at tilføje ydeevnen af alle enheder, der er inkluderet i installationen. Disse parametre kan hentes fra RD's pasdata eller fra producentens tekniske dokumentation.
Korte karakteristika for grupper af regulatorer
LPG trykregulatorer kan opdeles i seks hovedgrupper:
RD af det første trin af reduktion udfører en trykreduktion fra et højt område til et gennemsnitligt og installeres i gasforsyningssystemer direkte efter LPG-tankene. Mange modeller af førstetrinsregulatorer er ikke udstyret med sikkerhedsanordninger, da funktionen til beskyttelse mod overtryk i netværket implementeres i de næste reduktionstrin.
Andet-trins regulatorer er installeret i LPG-gasforsyningssystemer for at udjævne indflydelsen af fluktuationer i temperaturen af LPG-dampe og indløbstryk, reducere fra mellemtryk til lavt tryk og dermed sikre et stabilt udgangstryk, der kommer ind i forbrugerens gasforbrugende udstyr. I modsætning til første trins RD er de for det meste udstyret med en sikkerhedsaflastningsventil (PSK), der udleder det øgede udgangsgastryk til atmosfæren, og en sikkerhedsafspærringsventil (SVK), der lukker for gasforsyningen i tilfælde af af nødtrykstigning ved udløbet.
To-trins trykregulatorer kombinerer egenskaberne af RD i første og andet trin og er designet til at reducere det høje tryk af LPG-dampfasen taget fra tankenheder, samt automatisk opretholde lavt tryk inden for de specificerede grænser, uanset indløb tryksvingninger, ændringer i gasflow og temperatur. To trin giver mere stabilt udgangstryk end enkelttrinsregulatorer. To-trins RD'er er også udstyret med indbyggede overtrykssikringssystemer.
Gruppen af industrielle regulatorer er kendetegnet ved en bred vifte af indløbs- og udløbstrykindstillinger samt et stort gennemløb. Designmæssigt kan industrielle regulatorer enten være enkle eller kombinerede, afhængig af den konkrete opgave, der løses.