Infraštruktúra plynovodov zahŕňa širokú škálu ovládacích zariadení. Väčšina z nich sa zameriava na zabezpečenie bezpečnej prevádzky systému a možnosť kontroly jednotlivých prevádzkových parametrov. Jedným z najdôležitejších zariadení tohto typu je automatický regulátor tlaku plynu.
Princíp činnosti zariadenia
Pracovný proces prebieha vďaka funkciám dvoch častí plynových armatúr – výkonnej mechaniky a samotného regulátora. Prvá časť pôsobí ako citlivý prvok, vďaka čomu možno takéto zariadenia v zásade považovať za automatické. Výkonné orgány regulátora tlaku plynu v konštantnom režime porovnávajú aktuálne ukazovatele obsluhovaného prostredia a štandardné prevádzkové hodnoty, ktoré boli pôvodne nastavené prevádzkovateľom pre konkrétny pracovný čas. Ďalej, keď sa zistí nezrovnalosť v ukazovateľoch, rovnaký mechanizmus generuje signál pre regulačný systém, ktorý koriguje hodnotutlak, jeho zvyšovanie alebo znižovanie. Spôsob ovplyvňovania výkonu môže byť navyše rôzny – závisí od energetického prostredia napájacieho zdroja. Využiť možno napríklad potenciál rovnakého plynu alebo náboj z externého zdroja – hydraulického, tepelného, elektrického atď.
Existujú aj modely, ktoré implementujú priamy princíp regulácie. To znamená, že za porovnávanie cieľových ukazovateľov systému a za ich korekciu je zodpovedný citlivý alebo výkonný mechanizmus. Medzi takéto zariadenia patria najmä pružinové regulátory tlaku plynu. Princípom činnosti takýchto armatúr je ovládanie membrány, ktorá mechanicky ovplyvňuje stav servisovaného systému. Takéto modely sa zvyčajne používajú v distribučných sieťach plynu, ktoré vyžadujú rýchly a priamy riadiaci mechanizmus.
Design výstuže
Hlavné prvky tohto typu regulátorov zahŕňajú ventily, ktoré sa používajú v rôznych formách. Táto armatúra môže byť napríklad ventil, membrána, hadica a disk. Určitým spôsobom existujú kombinované regulátory tlaku plynu, v ktorých konštrukcii sa používajú sedlové a ventilové brány. Medzi výhody takýchto zariadení odborníci pripisujú vysokú tesnosť tesniaceho systému. Pre potrubia s vysokou priepustnosťou sa používajú dvojsedlové ventily, u ktorých je plocha prietokovej časti väčšia ako u iných regulátorov. Uzávery sa rozšírili aj na veľkých staniciach. Pracujú v dvoch fázach a vyžadujúvyužívajú externé zdroje energie, ale sú spoľahlivé pri riadení veľkých objemov prietoku plynu.
Membrány sa používajú ako citlivý orgán. Niektoré systémy predpokladajú ich použitie ako pohonné zariadenia. Samotná membrána môže byť vlnitá alebo plochá, ale v oboch prípadoch sa tuhosť a schopnosť odolávať rôznym zaťaženiam značne líšia.
V súlade s technickými normami musí zariadenie regulátorov tlaku plynu s uzatváracími a ovládacími prvkami spĺňať nasledovné požiadavky:
- Mŕtva zóna prevádzky vo svojej hodnote by nemala presiahnuť 2,5% úrovne maximálneho výstupného tlaku.
- Proporcionálne pásmo pre fľaškové a kombinované regulátory by tiež nemalo byť vyššie ako 20 % horného limitu výstupného tlaku.
- V podmienkach náhleho poklesu tlaku v okruhu by čas technického prechodu regulácie nemal presiahnuť 1 min.
Rôzne technické prevedenie
Regulátory pre plynové prostredie sú klasifikované podľa niekoľkých technických a konštrukčných vlastností. Rozdelenie sa týka najmä počtu redukčných (redukčných) stupňov, zložitosti mechanického prevedenia a spôsobu vzorkovania výstupného tlakového impulzu.
Pokiaľ ide o prvú funkciu, existujú jedno- a dvojstupňové modely, ktoré sa líšia charakteristikami spotreby. Napríklad regulátor tlaku plynu pre domácnosť ss prietokom nie väčším ako 25 m3/h je pravdepodobnejšie, že bude mať dva redukčné stupne. Táto schéma prevádzky sa vyznačuje vyššou stabilitou riadenia a viacúrovňovým zabezpečením, realizovaným prostredníctvom pomocných komponentov. V systémoch so zvýšenou spotrebou plynu sa častejšie používajú jednostupňové zariadenia.
Z hľadiska konštrukčnej zložitosti sa rozlišujú jednoduché a kombinované regulátory, ktoré možno rozdeliť aj podľa súboru funkcií. V prvom prípade sa vykonáva iba úloha znižovania tlaku, zatiaľ čo v druhom prípade sú k dispozícii aj možnosti na potlačenie hluku v potrubí, ochranu ventilov a filtráciu. Podľa pulzného vzorkovacieho systému možno rozdeliť regulátory tlaku plynu s priamym ovládaním ukazovateľov výkonu a zariadenia s externým pripojením citlivých prvkov. Hlavným problémom použitia druhého princípu odberu vzoriek je povinné dodržanie podmienky zachovania stability prietoku na skúmanom okruhu, inak budú údaje nesprávne.
Regulátory tlaku plynu pre domácnosť a komerčné účely
Konštrukčný, funkčný a ergonomický dizajn uzatváracích ventilov v konečnom dôsledku vychádza z požiadaviek konkrétnej aplikácie. Dôraz sa kladie na priame prevádzkové parametre vrátane výstupného tlaku, rozsahov merania, prietokov atď. Regulátory tlaku plynu pre domáce siete sa teda spravidla vyznačujú nízkou priepustnosťou a skromným rozsahom možností prenastavenie. Na druhej strane sú takéto kovania zamerané na bezpečnosť a jednoduchosť použitia. V praxi sa regulátory pre domácnosť používajú v systémoch dodávky plynu pre kotly, sporáky, horáky a iné domáce spotrebiče.
Priemyselné a komerčné aplikácie kladú vyššie nároky na reguláciu plynu. Zariadenia tohto typu sa vyznačujú rozšírenými rozsahmi výstupných a vstupných tlakov, presným nastavením, vyššou priepustnosťou a doplnkovými funkciami. Podobné modely používajú plynárenské služby, ktoré riadia zásobovanie sociálnych zariadení, stravovania, priemyslu, strojárstva atď. Už bolo poznamenané, že existujú rôzne regulátory z hľadiska zložitosti dizajnu. To však neznamená, že napríklad v priemyselnom sektore sa používajú iba multifunkčné kombinované zariadenia. Najjednoduchšie ovládacie prvky môžu byť užitočné v továrňach vďaka ich vysokej spoľahlivosti a udržiavateľnosti.
reduktor plynu s regulátorom tlaku
Reduktor je autonómne zariadenie určené na riadenie tlaku plynnej zmesi na výstupe z akejkoľvek nádoby alebo potrubia. Hlavná klasifikácia v tomto prípade zahŕňa rozdelenie regulačných uzlov podľa princípu fungovania. Rozlišujú sa najmä spätné a priame zariadenia. Reverzný redukčný ventil znižuje tlak pri úniku plynu. Konštrukcia takýchto zariadení zahŕňa ventily, komory na vyrovnávanie zmesi,nastavovacia skrutka a armatúry. Priama akcia znamená, že regulátor bude pracovať na zvýšení tlaku pri uvoľnení plynu.
Modely reduktorov sa vyznačujú aj typom podávaného plynu, počtom redukčných stupňov a miestom použitia. Napríklad existujú regulátory tlaku plynu pre fľaše, potrubné siete a rampy (horáky). V prípade tlakových fliaš bude typ plynu určovať, ako je zariadenie pripojené. Takmer všetky modely reduktorov, okrem acetylénových, sú spojené s valcami pomocou prevliekacích matíc. Zariadenia pracujúce s acetylénom sú zvyčajne pripevnené k nádrži pomocou svoriek s dorazovou skrutkou. Medzi prevodovkami sú aj vonkajšie rozdiely - môže to byť farebné označenie a údaj o pracovnej zmesi.
Statické a astatické regulátory
V statických systémoch je charakter regulácie nestabilný v miestach priameho mechanického rozhrania s pracovným médiom a uzatváracími ventilmi. Aby sa zvýšila stabilita takéhoto regulátora, zavádza sa dodatočná spätná väzba, ktorá vyrovnáva hodnoty tlaku. Okrem toho je potrebné poznamenať, že skutočná hodnota tlaku sa v tomto prípade bude líšiť od štandardnej, kým sa neobnoví nominálne zaťaženie citlivého prvku.
Tradičná verzia statického regulátora tlaku plynu má vlastné stabilizačné zariadenie vo forme pružiny - pre porovnanie, iné verzie používajú kompenzačné závažie. Počas pracovného momentu sila, ževyvíja pružinu, musí zodpovedať stupňu vlastnej deformácie. Najväčší stupeň kompresie sa dosiahne v situáciách, keď membrána úplne uzavrie regulačný kanál.
Astatické regulátory pri akomkoľvek zaťažení nezávisle upravia indikátor tlaku na požadovanú hodnotu. Obnovuje sa aj postavenie regulačného orgánu. Výkonná mechanika však spravidla nemá jasnú pozíciu - v rôznych momentoch regulácie môže byť v akejkoľvek polohe. Astatické ovládacie zariadenia sa častejšie používajú v sieťach s vysokou schopnosťou samonivelácie.
Izodromický regulátor škrtiacej klapky
Ak systém riadenia statického tlaku možno charakterizovať ako model tvrdej spätnej väzby, potom izodromické zariadenia interagujú s prvkami elastickej obnovy. Spočiatku, v momente stanovenia odchýlky od nastavenej hodnoty, regulátor zaujme pozíciu, ktorá zodpovedá hodnote úmernej odchýlke od normy. Ak sa tlak nevráti do normálu, plynový ventil sa posunie smerom k kompenzácii, kým sa indikátory nevrátia do normálu.
Izodromický regulátor možno z hľadiska charakteru činnosti nazvať stredným zariadením medzi astatickým a statickým modelom. Ale v každom prípade existuje vysoký stupeň nezávislosti tejto regulačnej mechaniky. Existuje aj akési izodromické posilňovanie s predstihom. Toto zariadenie sa líši v tom, že rýchlosť posunu výkonného orgánu spočiatku presahuje rýchlosť zmeny tlaku. Teda technológiepracuje dopredu, čím šetrí čas na obnovenie parametra. Predregulátory zároveň odoberajú viac energie z externého zdroja.
Teraz môžeme prejsť k úvahám o konkrétnych modeloch regulátorov tlaku plynu. Prehľad najlepších predstaviteľov segmentu je uvedený nižšie.
Výrobcovia regulátorov
Zariadenie na riadenie a riadenie toku zmesí plynov v Rusku je široko zastúpené domácimi aj zahraničnými výrobcami. Najmä závod Gazapparat ponúka vysoko presné regulátory série RDNK, ktoré stabilne udržujú výkon v systéme bez ohľadu na aktivitu spotreby plynu. Ďalším výrobcom kvalitných zariadení na reguláciu tlaku v plynovodoch je podnik Metran, ktorý spolu s veľkou zahraničnou firmou Emerson vyvíja riadiace a meracie systémy. Tento produkt sa používa v priemysle a domácnostiach. Napríklad plynárenské služby využívajú systémy série 1098-EGR v riadených farmách, ktoré sa vyznačujú rýchlou odozvou, presným nastavením parametrov a vysokou produktivitou. Základné úpravy sú celkom vhodné pre prívody plynového paliva do siete a miestnych odberných miest. Spoločnosť GasTech má komplexný prístup k úlohám kontroly spotreby paliva a plynu. Špecialisti podniku vyvíjajú individuálne riešenia pre servis plynových inštalácií rôznych typov, bez ohľadu na ich spojenie s inými zariadeniami.
Prevádzkaregulátor
Na tele zariadenia je niekoľko spojovacích otvorov rôznych priemerov. Konfigurácia systému pripojenia by mala byť zvolená na základe špecifických prevádzkových podmienok. Za najbežnejšie formáty kanálov sa považujú veľkosti v rozsahu od 0,25 do 1 palca. Tieto spojenia sú vhodné pre základné armatúry a adaptéry spojené pomocou otočných podložiek.
Po uistení sa, že regulátor je možné zaviesť do konkrétneho systému, môžete pristúpiť k priamej inštalácii. Vykonáva sa podľa nasledujúcich pokynov:
- Zahrňte ventil do pracovných okruhov a skontrolujte prítomnosť plynu. Úplne zatvorte ventil a odstráňte zátku, aby ste chránili uzatvárací ventil, ak existuje.
- Pomaly potiahnite rukoväť naťahovania. Zdvih by mal byť malý – asi 10 mm.
- Nasajte druhý stupeň, ale postupne, aby nenastal plynový kŕč. Ak je to možné, cez uzatvárací ventil môže zostať malý únik.
- Zátka uzatváracieho ventilu je vrátená späť.
- Po oprave netesností v procese pomaly zatvorte výstupný ventil.
Počas procesu inštalácie môžete vykonať základné nastavenia regulátora tlaku plynu pre niekoľko parametrov: prietok, medzná poloha, maximálny tlak atď. Konkrétne hodnoty sú spravidla prevzaté buď z návrhu údaje alebo z pasu výrobcu zariadenia. Odporúča sa vykonať nastavenia s odchýlkami nie väčšími ako 10 % od nastavených hodnôtdokumentáciu. Na ovládanie pracovného tlaku sa používa nástrčný kľúč. Otáčaním špičky zástrčky môžete zvýšiť alebo znížiť špecifikovanú hodnotu.
Záver
Použitie regulačných a najmä regulačných ventilov pri prevádzke plynových zariadení je mimoriadne dôležitým opatrením nielen z hľadiska plnenia technologických úloh, ale aj ako podmienka zaistenia bezpečnosti. Vo veľkých podnikoch, staniciach a komplexoch s hydraulickým režimom na obsluhu plynárenských distribučných sietí sú na niekoľkých miestach inštalované riadiace zariadenia, ktoré automaticky riadia procesy pohybu pracovných zmesí.
Aká je potreba používať plynové armatúry v praxi? Pokles a zvýšenie tlaku ovplyvňuje stav zariadení a potrubných sietí, čo je dôležité najmä vzhľadom na výbušnú povahu plynných médií ako takých. Regulácia je tiež potrebná ako podmienka dodržiavania stanovených objemov distribúcie zmesí cez rôzne kanály v rámci toho istého systému. Riadenie v tomto zmysle znamená riadenie intenzity pohybu plynu v súlade s danými potrebami a prevádzkovými podmienkami.
Samozrejme, nielen pre potreby priemyslu sa regulátory tlaku používajú v zariadeniach, ktoré obsluhujú zmesi plynov. Kompaktné horáky aj kotly s kotlami na tento druh paliva vyžadujú aj pripojenie ovládacích zariadení. Ďalšou vecou je, že existujú rôzne schémy a konfigurácie na riadenie tokov plynu. Preto je ich veľarôzne druhy prevodoviek a regulátorov, ktorých dizajn je zameraný na potreby konkrétneho užívateľa.
