Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Т 5
5. Регуляторы давления газа.
5.1. Принцип регулирования давления.
5.2. Классификация регуляторов давления.
5.3. Дроссельные органы. Привод дроссельных органов.
5.1. Принцип регулирования давления
Регулятор давления – автоматически поддерживает постоянное давление в точке отбора импульса независимо от интенсивности потребления газа. При регулировании происходит снижение начального (более высокого) давления, на конечное (более низкое).
Автоматический регулятор состоит из регулирующего и реагирующего устройств.
- Реагирующее устройство – чувствительный элемент (мембрана).
- Регулирующий элемент (дроссельный орган).
Чувствительный элемент и регулирующий орган соединяются между собой исполнительной связью.
1 – регулирующий (дроссельный) орган;
2 – импульсная трубка;
3 – мембрана с грузом;
4 – газовая сеть (потребитель).
Регулятор типа “после себя”, давление Р2 является регулируемым параметром.
Регулятор будет находиться в равновесии, если алгебраическая сумма сил равна нулю (ΣNi=0). В этом случае регулятор будет пропускать в объект постоянное количество Mп= const.. Равновесие системы возможно только при заданном значении регулируемого параметра. При возмущении системы процесс регулирования представляет собой периодический незатухающий процесс. Такие регуляторы называются астатическими.
Для стабилизации процесса (превращения его в затухающий) в регулятор вводят стабилизирующую, жёсткую обратную связь. Такое регулирование называется статическим (пропорциональным).
Значение регулируемого давления при равновесии системы зависит не только от задания (настройки регулятора), но и от нагрузки (положения регулирующего органа).
При номинальной нагрузке фактическое давление становится равным пониженному значению. Таким образом, статические регуляторы характеризуются неравномерностью, под которой понимают величину изменения регулируемого параметра, необходимую для перестановки регулирующего органа из одного крайнего положения в другое.
/Чем больше площадь мембраны и чем она эластичнее, тем меньше изменение выходного давления вызовет полное перемещение клапана/.
Если груз заменить пружиной, то регулятор будет статическим (пропорциональным), а пружина – стабилизирующим устройством.
1 – дроссель;
2 – импульсная трубка;
3 – мембранно – пружинный привод;
4 – сеть.
Изодромные регуляторы – процесс регулирования колебательный (затухающий). Они имеют упругую обратную связь, которая даёт возможность совместить в регуляторе свойства статических и астатических регуляторов. В начальный момент после возмущения Изодромные регуляторы работают как астатические с некоторой неравномерностью, в дальнейшем неравномерность снимается, и регулятор приводит регулируемое давление к заданному, независимо от величины нагрузки и положения регулирующего органа.
2. Регуляторы давления
Регуляторы давления подразделяются на следящие и регуляторы. Следящие устанавливают на ГРУ, они обеспечивают автоматическую работу отопительной системы по графику. Регуляторы давления поддерживают в газопроводах давление заданной величины.
- По характеру регулирующего воздействия регуляторы подразделяются на пропорциональные (статические) и астатические.
Мембрана 3 имеет поршневую форму и её активная часть, воспринимающая давление газа, практически не меняется при любых положениях регулирующего клапана 6. Следовательно, если сила давления газа уравновешивает силу тяжести мембраны 3, стержня 1 и клапана 6, то мембранной подвеске соответствует состояние астатического (безразличного) равновесия.
Процесс регулирования:
Настройка на необходимое давление газа достигается с помощью специальных грузов 2.
Астатич6еские регуляторы – после возмущения приводят регулируемое давление к заданному значению независимо от величины нагрузки и положения регулирующего клапана. Равновесие системы возможно только при заданном значении регулируемого параметра, при этом регулирующий клапан может занимать любое положение. В настоящее время астатические регуляторы находят огромное применение.
Подмембранная полость отделена от коллектора сальником и соединяется с ним импульсной трубкой (узел обратной связи вне объекта). Вместо грузов пружина 2, перемещение клапана из одного положения в другое происходит только при соответственном сжатии пружины. /Чем больше площадь мембраны и чем эластичнее она, тем меньшее изменение выходного давления вызовет полное перемещение клапана./
1 – стержень;
2 – пружина;
3 – мембрана;
4 – подмембранная полость;
5 – импульсная трубка;
6 – сальник;
7 – клапан.
Большинство регуляторов действует по принципу “открыто – закрыто”, т.е. перемещение клапана происходит мгновенно. Чтобы устранить это явление устанавливают специальные дроссели на отвод штуцера – (5). Установка дросселей позволяет уменьшить скорость перемещения клапанов и добиться более устойчивой работы регуляторов.
По способу воздействия на регулирующий клапан различают регуляторы прямого и непрямого (сжатый воздух, вода или электрический ток) действия.
(прямого действия – находится под действием регулируемого параметра, без постороннего источника)
Прямого действия – при изменении величины регулируемого параметра усилие, возникающее в чувствительном элементе регулятора, приводит в действие вспомогательное устройство, открывающее доступ энергии от постороннего источника в механизм перемещающий регулирующий клапан.
5.2. Классификация регуляторов давления
Регуляторы давления служат для снижения давления газа, а также поддержания давления газа перед потребителями на требуемом уровне.
Регуляторы делятся (ПД) прямого и непрямого действия:
- по конструкции импульсных элементов – на мембранные и сильфанные;
- по конструкции дроссельного клапана – с односедельными и двуседельными клапанами;
- по конструкции управляющих элементов – на грузовые, пневматические и гидравлические.
Регуляторы снижают давление с высокого (свыше 6 кгс/см2) на высокое (свыше 3 кгс/см2), среднее (0,05 – 3 кгс/см2) или низкое (до 0,05 кгс/см2) с низкого на низкое (до 0,05 кгс/см2).
/0,6 МПа/0,3 МПа/5 кПа-0,3 МПа/до 5 кПа/
Регуляторы давления прямого действия (РДГ – 6, РДГ – 7, РДГ – 8, РДСГ – 1,2; “Балтика – 1”; РДУК – 2; РД – 20; 32; 50; РДС – 80; 100; 150; 200; 300; РДБК) состоят из дроссельного органа, связанного штоком с мембранным приводом, груза (пружины), импульсной трубки. На мембранный привод через импульсную трубку воздействует регулируемое давление. Верхняя полость мембранного привода имеет отверстие, служащее для входа и выхода воздуха в процессе возвратно – поступательного перемещения мембраны.
Давление газа регулируется следующим образом. Изменение расхода газа вызывает отклонение выходного давления в газопроводе от заданного, которое передаётся по импульсной трубке под мембрану. Это приводит к перемещению мембраны и штока, а следовательно, изменяет степень открытия дроссельного органа. В результате происходит автоматическое поддержание установленного расхода газа.
Если давление газа на входе в регулятор и на выходе из него неизвестна, то пропускная способность регуляторов давления типа РДУК определяется по формуле:
, где
f – площадь седла клапана (табл.);
φ – коэффициент, зависящий от отношения p2/p1 (определяется по графику);
p1 и p2 - абсолютное давление газа на входе в регулятор и выходе из него,
кгс/см2;
k – коэффициент расхода;
γ0 – плотность газа, кг/м3; при p=10330 кгс/см2 и t=0 ˚С.
При нормальных условиях работы регулятора расчётная пропускная способность его должна быть примерно на 20 % больше требуемой MAX. пропускной способности. Это значит, что он должен быть загружен при требуемой пропускной способности не более чем на 80 %, а при MIN. расходе – не менее чем на 10 %, т.е.:
где
Q1, Q2, Q3 – пропускная способность регулятора: искомая, требуемая MAX. и
требуемая MIN..
Для регуляторов типа РД пропускную способность Q1 можно определить по следующим формулам:
Q – табличная (паспортная) пропускная способность регулятора, м3/час;
∆р1 – располагаемая потеря давления, кгс/см2;
∆р – потеря давления, соответствующая паспортной пропускной способности, кгс/см2;
γ1 – плотность газа, для которого подбирается регулятор, кг/м3;
γ – паспортная плотность газа, кг/м3;
рк – конечное давление газа по паспортным данным регулятора, кгс/см2.
РДГ – 6: давление на входе – 0,5 – 16 кгс/см2;
фактический расход, м3/час – 0,57;
Давление на выходе:
при наличии расхода – 0,0423 кгс/см2;
при отсутствии расхода – 0,0447 кгс/см2.