Мембранные регуляторы давления с пилотом

В системах газоснабжения большое распространение получили РД непрямого действия с командным прибором, называемым пилотом. Среди пилотных регуляторов наибольшее распространение получили регуляторы типа РДУК – регулятор давления унифицированный инженера Казанцева. РДУК состоит из:

1. Регулятора давления, являющегося исполнительным механизмом;

2. Регулятора управления – командного прибора, называемого пилотом;

3. Соединительных и импульсных трубок.

Рисунок 3.2.8 Схема РДУК

1. Регулятор давления

2. Дроссельный клапан РД

3. Мембрана РД

4. Фильтр (латунная сетка)

5. Пилот

6. Клапан пилота

7. Мембрана пилота

8. Основная пружина пилота

9. Возвратная пружина

10. Винт настройки пилота

11. Соединительная трубка начального давления газа

12. Импульсная трубка начального давления газа

13. Импульсные трубки конечного давления газа

14. Трубка для сброса газа

15. Дроссель

При установившемся режиме, т.е. при постоянном расходе газа и постоянном давлении Р₁ давление Р₂ также будет постоянным. Система подвижных деталей РД (мембрана, шток, дроссельный клапан) находятся в неподвижном состоянии, то – есть в состоянии равновесия.

При увеличении расхода газа или при уменьшении Р₁ давление Р₂ также начинает уменьшаться. Импульсы уменьшающегося Р₂ по импульсным трубкам передаются в надмембранные полости регулятора давления и пилота. Под действием основной пружины мембрана пилота вместе с клапаном поднимаются. Увеличивается зазор между седлом и клапаном пилота. Возрастает пропуск газа начального давления через клапан пилота в подмембранное пространство регулятора давления, что ведет к увеличению давления под мембраной РД; мембрана РД и дроссельный клапан поднимаются, увеличивается пропуск газа через дроссельный клапан и давление Р₂, увеличиваясь, восстанавливается до заданной величины. Система снова приходит в состояние равновесия, но при новом положении дроссельного клапана.

При уменьшении расхода газа или увеличении Р₁ давление Р₂ начинает увеличиваться. Импульсы увеличивающегося Р₂ по импульсным трубкам передаются в надмембранные полости РД и пилота. Мембрана пилота вместе с клапаном опускаются, уменьшается зазор между седлом и клапаном пилота, уменьшается пропуск газа начального давления через пилот, а за счет непрерывного сброса газа по сбросной трубке уменьшается давление в подмембранной полости РД. Мембрана РД с дроссельным клапаном опускаются, уменьшается пропуск газа через дроссельный клапан и давление Р₂, уменьшаясь, восстанавливается до заданной величины. Снова наступает состояние равновесия системы, но при новом положении дроссельного клапана.

Настройка РДУК на заданное выходное давление Р₂ производится вращением регулировочного винта пилота. При ввертывании винта увеличивается сила сжатия основной пружины, мембрана вместе с клапаном пилота поднимаются, увеличивая зазор и пропуск газа начального давления через пилот в подмембранное пространство РД. Давление под мембраной РД увеличивается, мембрана РД и дроссельный клапан поднимаются, увеличивается зазор и пропуск газа через дроссельный клапан, что ведет к увеличению Р₂.

Включение в работу РДУК производится при полностью ослабленном винте пилота. Постепенно ввертывая винт, устанавливают требуемое выходное давление, наблюдая за манометром на выходе ГРП, ГРУ.

При вывертывании винта пилота его клапан под действием возвратной пружины опускается, уменьшается зазор и пропуск газа через пилот, а за счет непрерывного сброса газа по сбросной трубке уменьшается давление под мембраной РД. Она опускается вместе с дроссельным клапаном и давление Р₂ уменьшается. Если винт пилота ослабить полностью, клапан пилота садится на седло и пропуск газа начального давления через пилот прекращается. За счет сброса газа давления под мембраной РД и над ней выравниваются, и за счет силы тяжести дроссельный клапан опускается, садится на седло, прекращается пропуск газа через дроссельный клапан, избыточное давление после РД становится равным нулю. При останове ГРП, ГРУ выключают РД, вывертывая винт пилота до отказа.

Устойчивость работы РДУК обеспечивается за счет установки дросселя на трубке для сброса газа. Дроссель – это калиброванное отверстие малого диаметра (d=0,5–1мм). За счет малого сечения дросселя сброс газа из подмембранной полости РД происходит очень медленно. Это обеспечивает плавное перемещение мембраны и дроссельного клапана даже при резких изменениях Р1 или расхода газа. При этом колебания движущихся деталей РД быстро затухают, что и обеспечивает устойчивую работу РДУК при любых режимах.

РДУК рассчитаны на входное давление газа 1,2 МПа и способны снижать давление до среднего или низкого. Они выпускались Dу = 50,100 и 200 мм. Все они снабжаются пилотом одного типа КН-2.

Каждый типоразмер РДУК имеет 2 модификации с разным диаметром дроссельного клапана d=35,50 мм, d=50,70мм, d=105,140мм. В зависимости от диаметра клапана они имеют разную пропускную способность.

В настоящее время вместо РДУК выпускаются регуляторы типа РДБК-1, РДБК-1П. Они имеют такие же характеристики, как и РДУК.

РДУК-1П практически не отличается от РДУК, а РДБК-1, в отличие от РДУК, кроме пилота имеет дополнительное устройство – стабилизатор давления, который повышает устойчивость работы регулятора. Внешне стабилизатор давления похож на пилот и крепится к корпусу регулятора с противоположной стороны от пилота.

Пилотные регуляторы в отличие от РД прямого действия обладают большой пропускной способностью и высокой чувствительностью к изменению входного давления и расхода газа. Благодаря большой подъемной силе на мембране РД они имеют небольшие размеры и массу. Подъемная сила на мембране пилотных РД определяется разностью Р₁–Р₂ т.е. составляет несколько атмосфер. В РД прямого действия эта подъемная сила измеряется разностью Р₂ – 0,1 МПа т.е. очень мала, что заставляет увеличивать размеры мембраны и размеры всего регулятора.

В ГРП с большим расходом газа (на ТЭС) применяются электрические регуляторы давления. Они представляют собой поворотную регулирующую заслонку (ПРЗ) с электроприводом. Заслонка располагается внутри круглого корпуса, присоединяемого к газопроводу на фланцах. Ось заслонки соединяется рычагами с электрическим исполнительным механизмом типа МЭО. Он представляет собой электродвигатель с редуктором в одном корпусе. Управление МЭО осуществляется с помощью датчиков, контролирующих давление газа до и после ПРЗ.

ПРЗ и МЭО устанавливаются в разных помещениях, что обеспечивает повышенную безопасность и исключает вероятность взрыва при утечке газа в регуляторном зале. Рычаги, соединяющие ПРЗ и МЭО проходят через разделительную стенку и заключаются в герметичные футляры.

При небольшом расходе газа в настоящее время применяются комбинированные регуляторы давления, объединяющие в одном корпусе основные элементы ГРУ (фильтр, ПЗК, РД, ПСК).