Регуляторы давления газа

Что такое регулятор давления газа?

В системах транспортировки и распределения газа среда, прежде чем попасть к потребителю, проходит одну или несколько ступеней редуцирования. Регулятор давления измеряет выходное давление и изменяет собственное открытие так, чтобы давление на выходе оставалось равным заданному даже при изменении расхода. Внешняя система управления или источник энергии ему не нужны: необходимую энергию он получает от давления самой среды.

В регуляторах с пилотным управлением небольшой пилотный регулятор управляет регулирующим элементом основного регулятора. По сравнению с регуляторами прямого действия такая схема обеспечивает более точное поддержание давления и большую производительность. Рассматриваемые здесь регуляторы вместо традиционной мембраны используют единственный поршень: отсутствие хрупкой мембраны в основном потоке повышает надежность и снижает затраты на обслуживание.

Предлагаются два варианта корпуса: картриджная конструкция, которая устанавливается во фланцевый корпус с верхним доступом и обслуживается без демонтажа с линии, и легкая компактная межфланцевая конструкция, монтируемая между двумя фланцами. Для обеих серий следует помнить, что регулятор нельзя использовать в качестве предохранительного устройства: защитную функцию должно выполнять отдельное оборудование.

Как работает поршневой регулятор с пилотным управлением?

Регулятор изменяет расход, перемещая поршень в зависимости от баланса между управляющим давлением, задаваемым пилотом, и выходным давлением.

1.      Уставка: Пилотный регулятор настраивается на требуемое выходное давление; диапазон выходного давления зависит от выбранного пилота.

2.      Измерение выходного давления: Пилот непрерывно отслеживает выходное давление и соответственно изменяет давление, подаваемое в управляющую полость основного регулятора.

3.      Перемещение поршня: Поршень — единственная подвижная деталь — открывается или закрывается в зависимости от баланса управляющего и технологического давления, и расход подстраивается под потребление.

4.      Запирание: Когда потребление падает до нуля, регулятор закрывается, а выходное давление фиксируется в заданных пределах; герметичность перекрытия соответствует Class VI.

Поршень вместо мембраны

В мембранных регуляторах гибкая мембрана со временем может усталостно изнашиваться и страдать от загрязнений в основном потоке. В конструкции с одним поршнем в корпусе есть лишь одна подвижная деталь, нет штока и нет хрупкой мембраны в основном потоке. Такой подход сокращает число возможных точек отказа и потребность в обслуживании.

Фланцевый картриджный и межфланцевый корпус

Во фланцевой серии регулятор представляет собой картридж, вставляемый в корпус с верхним доступом; картридж можно извлечь и обслужить, не снимая корпус с линии. В межфланцевой серии корпус с осевым потоком монтируется между двумя фланцами: компактная конструкция заметно снижает массу и потребность в тяжелом грузоподъемном оборудовании при монтаже и обслуживании, а строительная длина, совместимая с существующей межфланцевой арматурой, делает его удобным для проектов реконструкции.

Как работает поршневой регулятор с пилотным управлением?

Регулятор изменяет расход, перемещая поршень в зависимости от баланса между управляющим давлением, задаваемым пилотом, и выходным давлением.

1.      Уставка: Пилотный регулятор настраивается на требуемое выходное давление; диапазон выходного давления зависит от выбранного пилота.

2.      Измерение выходного давления: Пилот непрерывно отслеживает выходное давление и соответственно изменяет давление, подаваемое в управляющую полость основного регулятора.

3.      Перемещение поршня: Поршень — единственная подвижная деталь — открывается или закрывается в зависимости от баланса управляющего и технологического давления, и расход подстраивается под потребление.

4.      Запирание: Когда потребление падает до нуля, регулятор закрывается, а выходное давление фиксируется в заданных пределах; герметичность перекрытия соответствует Class VI.

Поршень вместо мембраны

В мембранных регуляторах гибкая мембрана со временем может усталостно изнашиваться и страдать от загрязнений в основном потоке. В конструкции с одним поршнем в корпусе есть лишь одна подвижная деталь, нет штока и нет хрупкой мембраны в основном потоке. Такой подход сокращает число возможных точек отказа и потребность в обслуживании.

Фланцевый картриджный и межфланцевый корпус

Во фланцевой серии регулятор представляет собой картридж, вставляемый в корпус с верхним доступом; картридж можно извлечь и обслужить, не снимая корпус с линии. В межфланцевой серии корпус с осевым потоком монтируется между двумя фланцами: компактная конструкция заметно снижает массу и потребность в тяжелом грузоподъемном оборудовании при монтаже и обслуживании, а строительная длина, совместимая с существующей межфланцевой арматурой, делает его удобным для проектов реконструкции.

Ключевые особенности

·         Одна подвижная деталь: Поршневая конструкция с единственной подвижной деталью и без штока.

·         Основной поток без мембраны: В основном потоке нет хрупкой мембраны, что повышает надежность.

·         Обслуживание без демонтажа: Во фланцевой серии картридж с верхним доступом обслуживается без снятия корпуса с линии.

·         Компактный межфланцевый корпус: Межфланцевый корпус монтируется между фланцами PN10–PN100 или ANSI 150–600, уменьшая массу и монтажное пространство.

·         Внутренние детали из нержавеющей стали: Корпус и внутренние детали из 316L в межфланцевой серии, проверенные на совместимость с водородом.

·         Быстрый отклик: Точное регулирование давления с быстрой динамической реакцией.

·         Длительный межсервисный интервал: Рекомендуемый интервал обслуживания межфланцевой серии — 10 лет.

·         Гибкий выбор уплотнений: Уплотнения из FKM, EPDM, NBR и PTFE; другие материалы по запросу.

Технические характеристики

В таблице приведены основные значения фланцевой картриджной и межфланцевой серий регуляторов давления газа.

Класс точности зависит от давления настройки и выбора пилота. Регуляторы нельзя использовать в качестве предохранительных устройств.

Основные преимущества

·         Низкие затраты на обслуживание: Одна подвижная деталь и отсутствие мембраны сокращают число точек отказа и потребность в обслуживании.

·         Быстрое и простое обслуживание: Картриджная конструкция обслуживается без демонтажа с линии; межфланцевая — легкая и компактная.

·         Точное регулирование давления: Пилотное управление обеспечивает точное поддержание давления с быстрым откликом.

·         Плотное перекрытие: Герметичность Class VI и характеристики запирания SG 5.

·         Внутренние детали, готовые к водороду: В межфланцевой серии — детали из нержавеющей стали с подтвержденной совместимостью с водородом.

Области применения

Регуляторы давления газа предназначены для работы с чистыми и сухими газами.

Транспортировка и распределение природного газа

Станции редуцирования и регулирования давления на магистральных и распределительных газопроводах.

Водород

Линии водорода с межфланцевыми регуляторами, внутренние детали которых из 316L проверены на совместимость с водородом.

Технологические газы и воздух

Регулирование давления воздуха и других чистых сухих технологических газов; новое строительство и проекты реконструкции.

Критерии выбора регулятора

Выбор регулятора следует основывать на ступенях давления и профиле расхода станции.

Давление и производительность

·         Минимальное и максимальное входное давление

·         Требуемое выходное давление и выбор пилота

·         Минимальный и максимальный расход; требуемый Cv / Cg

·         Требуемый класс точности и класс давления запирания

Корпус и присоединение

·         Фланцевый картриджный или межфланцевый корпус

·         Стандарт фланцев и класс давления

·         Необходимость обслуживания без демонтажа

·         Ограничения по монтажному пространству и массе

Среда и материалы

·         Чистота и сухость газа

·         Водород или особый состав газа

·         Материал уплотнений для диапазона температур

·         Отдельное проектирование предохранительных запорных и сбросных устройств

Стандарты и классы характеристик

Характеристики газовых регуляторов определяются следующими стандартами и классами:

Регуляторы не являются предохранительными устройствами; защита от превышения давления должна обеспечиваться отдельным предохранительным оборудованием.

Поддержка газовых станций от TLY Enerji

Надежность станции редуцирования зависит не только от регулятора, но и от того, как выстроены ступени давления, предохранительное оборудование и сценарии обслуживания. TLY Enerji рассматривает выбор регулятора давления газа в масштабе всей станции.

Типоразмер регулятора, пилот и тип корпуса определяются по входному и выходному давлению, профилю расхода и составу газа; для линий со смесью водорода или чистого водорода совместимость материалов оформляется отдельным отчетом. В проектах реконструкции оценивается возможность установки компактного регулятора вместо существующей межфланцевой арматуры. Коммерческое предложение, документация и поддержка при вводе в эксплуатацию планируются в соответствии с объемом проекта. На многониточных станциях уставки регуляторов рабочей и резервной ниток согласуются с уставками предохранительных запорных и сбросных клапанов, чтобы станция вела себя предсказуемо при разных нагрузках.

·         Анализ ступеней давления станции

·         Подбор типоразмера регулятора и пилота

·         Выбор типа корпуса и материалов

·         Оценка проектов реконструкции

·         Коммерческое предложение и координация ввода в эксплуатацию

Часто задаваемые вопросы

Как работает регулятор давления газа?

Регулятор непрерывно измеряет выходное давление и в зависимости от него изменяет положение регулирующего элемента. В конструкции с пилотным управлением небольшой пилотный регулятор задает управляющее давление основного регулятора в соответствии с уставкой, а поршень основного регулятора открывается или закрывается в зависимости от этого баланса давлений. Так выходное давление удерживается на уставке даже при изменении расхода.

В чем преимущество поршневого регулятора перед мембранным?

В поршневой конструкции в основном потоке нет гибкой мембраны, а в корпусе есть лишь одна подвижная деталь и нет штока. Это исключает такие причины отказов, как усталость мембраны, повышает надежность и снижает затраты на обслуживание. Кроме того, исчезает риск повреждения чувствительной эластомерной поверхности загрязнениями из основного потока.

Что означают класс давления запирания SG и класс точности AC?

Класс давления запирания (SG) определяет, насколько выходное давление может превысить уставку при закрытии регулятора, когда потребление падает до нуля; SG 5 ограничивает это превышение 5 % от уставки. Класс точности (AC) показывает допустимое отклонение выходного давления от уставки при работе и зависит от давления настройки и выбора пилота.

Можно ли использовать газовый регулятор как предохранительное устройство?

Нет. Эти регуляторы предназначены для регулирования давления и не должны использоваться в качестве предохранительных устройств. Защита от превышения давления должна быть предусмотрена в проекте станции отдельным оборудованием, например предохранительными запорными и сбросными клапанами. Уставки этого оборудования задаются с учетом характеристик запирания регулятора.

Можно ли применять эти регуляторы на линиях водорода?

Совместимость корпуса и внутренних деталей межфланцевой серии из нержавеющей стали 316L с водородом подтверждена, поэтому серия может работать с водородом, а также с природным газом, воздухом и другими чистыми сухими газами. Тем не менее для водородных применений материал уплотнений, диапазон температур и схему защиты станции нужно оценивать в каждом проекте.

В чем преимущество картриджной конструкции при обслуживании?

Во фланцевой серии регулятор представляет собой картридж, вставленный в корпус с верхним доступом. При обслуживании корпус остается на линии, а картридж извлекается сверху и обслуживается или заменяется новым. Это сокращает время обслуживания и позволяет не нарушать трубные соединения.