Nyomásszabályozó , gáznyomás-csökkentő - egyfajta vezérlőszelep , automatikusan működő autonóm berendezés, amely a csővezetékben állandó gáznyomás fenntartására szolgál . Ha a nyomást szabályozzák, a kezdeti magas nyomás a végső alacsony nyomásra csökken. Ez a szabályozó fojtótestének nyitási fokának automatikus változtatásával érhető el, aminek következtében az áthaladó gázárammal szembeni hidraulikus ellenállás automatikusan megváltozik .
A fenntartott nyomástól (a szabályozott pont helyétől a gázvezetékben) függően a nyomásszabályozók „maguk előtt” és „maguk után” szabályozókra vannak felosztva. A hidraulikus rétegrepesztésnél csak „maguk után” szabályozókat használnak. A működési elv szerint a szabályozók közvetlen áramlású és kombinált szabályozókra vannak osztva.
Az automatikus nyomásszabályozó egy működtetőből és egy szabályozótestből áll. Az aktuátor fő része egy érzékeny elem, amely összehasonlítja az alapjel és a szabályozott nyomás aktuális értékének jeleit. A működtető a vezérlőjelet a munkaközeg energiája következtében vezérlőműveletté és a szabályozó test mozgó részének megfelelő mozgásává alakítja át (ez lehet a szabályozón áthaladó gáz energiája, vagy a szabályozó testének energiája). külső forrásból származó közeg - elektromos, sűrített levegős, hidraulikus).
Ha a szabályozó érzékeny eleme által kifejlesztett váltóerő elég nagy, akkor maga is ellátja a szabályozó szerv vezérlésének funkcióit. Az ilyen szabályozókat közvetlen hatású szabályozóknak nevezzük . Ezek közé tartoznak a rugós nyomásmérővel ellátott szabályozók, amelyeket rugószabályzóknak neveznek . Ezenkívül a munkaközeg energiája a kimeneti nyomás beállítási értékeként működhet. Azt az eszközt, amely vezérlőnyomás formájában parancsjelet küld az aktuátornak, ebben az esetben "pilotnak", magát a szabályozót pedig pilotnak nevezzük .
A munka alapjául szolgáló szabályozási törvény alapján a nyomásszabályozók asztatikus, statikus és izodróm jellegűek.
A gázelosztó rendszerekben az első két típusú szabályozót használják legszélesebb körben.
Az asztatikus szabályozókban a 2 terhelésből származó állandó erő hat az érzékeny elemre (membrán) . Az aktív (ellentétes) erő az az erő, amelyet a membrán a P 2 kimeneti nyomásból érzékel . A 4 -es hálózatból történő gázelszívás növekedésével a P 2 nyomás csökken , az erőegyensúly megbomlik, a membrán lemegy és a szabályozó szerv kinyílik.
Az ilyen szabályozók megzavarás után a szabályozott nyomást a beállított értékre hozzák, függetlenül a terhelés nagyságától és a szabályozó szerv helyzetétől. A rendszer egyensúlya csak a szabályozott nyomás adott értékénél jöhet létre, és a szabályozó test bármilyen pozíciót elfoglalhat. Az ilyen szabályozókat magas önszintezővel rendelkező hálózatokon kell használni, például kellően nagy kapacitású alacsony nyomású gázhálózatokon.
A holtjáték, a súrlódás az ízületekben a szabályozás instabillá válását okozhatja. A folyamat stabilizálása érdekében kemény visszacsatolást vezetnek be a vezérlőbe. Az ilyen vezérlőket statikusnak nevezzük. Statikus szabályozásnál a szabályozott nyomás egyensúlyi értéke mindig eltér a beállított értéktől, és csak névleges terhelésnél válik a tényleges érték egyenlővé a névleges értékkel és egyenetlenség (szabályozott nyomás) jellemzi.
A szabályozóban a terhelést egy rugó helyettesíti - egy stabilizáló eszköz. A rugó által kifejtett erő arányos a deformációjával. Amikor a membrán a legfelső helyzetében van (a szabályozó test zárva van), a rugó eléri a legnagyobb összenyomódási arányt, és a P 2 - a maximumot. Teljesen nyitott vezérlésnél a P 2 értéke minimálisra csökken. A szabályozók statikai karakterisztikáját úgy választjuk meg, hogy lapos legyen, hogy a szabályozó egyenetlenségei kicsik legyenek, és a szabályozási folyamat csillapodik.
Egy izodromikus szabályozó (rugalmas visszacsatolású), amikor a szabályozott P2 nyomás eltér, először az eltérés értékével arányos mértékben mozgatja a szabályozótestet, de ha a P2 nyomás nem éri el a beállított értéket, akkor a szabályozótest addig mozog, amíg a P2 nyomás eléri a beállított értéket.
A gáznyomás-szabályozók kialakításának meg kell felelnie a következő követelményeknek:
A szabályozó (fojtó) testek fő elemei a kapuk. Lehetnek együlésesek, kétülésesek és membránosak ( vezérlőszelepek ), tömlősek ( csípőszelepek ), szelepesek ( csővezeték-szelepek ) és csappantyúsak ( pillangószelepek ).
A városi gázellátó rendszerekben főként egy- és kétüléses szelepes szabályozókat használnak, ritkábban csappantyús és tömlőszelepes szelepeket.
Az egy- és kétülékes szelepek készülhetnek merev tömítéssel (fém-fém), valamint rugalmas tömítéssel (olaj- és benzinálló gumiból , bőrből , fluoroplasztból stb. készült tömítések). Az ilyen szelepek ülésből és szelepből állnak. Az együléses szelepek előnye, hogy könnyen biztosítanak szoros tömítést. Az együléses kapuk szelepei azonban kiegyensúlyozatlanok, mivel a bemeneti és kimeneti nyomás különbsége befolyásolja őket.
A kétüléses szelepek azonos feltételek mellett lényegesen nagyobb áteresztőképességgel rendelkeznek az ülések áramlási szakaszának nagyobb összterülete miatt. Ezek a szelepek tehermentesek, azonban gázáramlás hiányában nem biztosítanak tömítettséget, ami a redőny két síkon történő egyidejű leszállásának nehézségével magyarázható. A kétüléses szabályozókat gyakrabban használják állandó áramforrással rendelkező szabályozókban.
A redőnykapukat általában nagy gázáramlási sebességű hidraulikus rétegrepesztésben használják (például hőerőművekben ), és szabályozó szervként használják a közvetett működésű, külső energiaforrással rendelkező szabályozókhoz.
A hidraulikus rétegrepesztésbe beépített gáznyomás-szabályozókban a membránokat (lapos és hullámos) főként érzékeny elemként és egyben hajtásként használják.
A lapos membrán egy rugalmas anyagból készült kerek lapos lemez. A membrán a felső és az alsó membránburkolat karimái közé van szorítva. A membrán központi része mindkét oldalon két kerek fémtárcsa közé van szorítva (crimp). A merevlemezek növelik a permutációs erőt és csökkentik a szabályozás egyenetlenségeit.
Ezenkívül a nyomásszabályozók a következő tervezési jellemzőkben különböznek:
A nagy áramlási jellemzőkkel rendelkező nyomásszabályozóknak általában egy redukciós fokozatuk van. A bemeneti nyomás és a gázáramlás ingadozásának a szabályozó stabilitására gyakorolt hatásának teljes kiküszöbölésére a szabályozóban kétlépcsős nyomáscsökkentést alkalmaznak. Hasonló sémát használnak a házi szabályozókban , legfeljebb 25 m3 / h áramlási jellemzőkkel, amelyeket a fogyasztó egyéni használatra szánnak.
Az egyszerű kialakítású szabályozók kizárólag a gáznyomás csökkentését és egy bizonyos előre meghatározott szinten tartását végzik. A kombinált nyomásszabályozók kialakítása tartalmazhat biztonsági elzáró- és biztonsági szelepet, szűrőelemet, valamint hangtompítót.
A kimeneti nyomás pneumatikus szabályozását használó szabályozókban a bevitel közvetlenül a szabályozó kimeneténél és külső impulzus csatlakoztatásával is végrehajtható. Az impulzus helyes csatlakoztatásának fő feltétele a bemeneti pont helye a stabil áramlási zónában turbulencia és nyomáslökések hiányában.
Az LPG gázellátó rendszerekhez tervezett RD-ket úgy tervezték, hogy gőzfázissal működjenek.
A szabályozók a következő fő jellemzők szerint osztályozhatók:
A szabályozók rendeltetésük szerint háztartási és kereskedelmi (ipari) célú szabályozókra oszthatók.
A szabályozó funkcionális célját elsősorban a bemeneti és kimeneti nyomástartományok beállításának jellemzői, a gázáramlás és néhány egyéb jellemző határozzák meg, amelyek viszont meghatározzák a tervezési lehetőségeket.
A háztartási használatra szánt szabályozók általában kis kapacitással és alacsony, ritkábban közepes kimeneti nyomásra vonatkozó beállításokkal rendelkeznek, amelyek biztosítják a gáz otthoni biztonságos használatát, gáztűzhelyek, melegvíz-kazánok, égők és egyéb háztartási gáz ellátására tervezve. - berendezések használata.
A kereskedelmi és ipari felhasználású szabályozók széles bemeneti és kimeneti nyomással, nagy áramlási kapacitással rendelkeznek, és vendéglátásban, szociális szolgáltatásokban, mezőgazdaságban, iparban, építőiparban stb.
Ami a szabályozók bemeneti és kimeneti nyomásának beállításait illeti, ez a felosztás három kategóriába sorolható: „magas - közepes”, „közepes - alacsony”, „magas - alacsony” [1]
Ez annak a ténynek köszönhető, hogy először is a csővezetékben a szükséges nyomásparaméterek megválasztását a teljes hosszon a tárolótartálytól a gázfelhasználó berendezésig a tervezett rendszer számos specifikus paramétere alapján határozzák meg, beleértve a teljes termelékenység, a tárolótartályok száma és térfogata, a gázt használó berendezés típusa, távolsága a tartálytól, üzemi hőmérsékleti feltételek és még sok más. Másodszor, az USA-ban és más országokban hagyományosan az LPG-hez szükséges berendezések széles skáláját gyártják az ún. Az „angol mértékrendszer” az erre a berendezésre alkalmazott saját szabványok alapján, és az angol mértékrendszer metrikus mértékegységrendszerére való átalakítás olyan tizedes törtértékek megjelenéséhez vezet, amelyek túlmutatnak az orosz által megállapított mutatókon. szabályozó dokumentumokat. Harmadszor, a külföldi gyártók berendezéseik egységesítésére és egyetemessé tételére törekednek. Ez azt eredményezi, hogy egyes szabályozómodellek olyan bemeneti és kimeneti nyomásbeállításokkal rendelkeznek, amelyek egyidejűleg teljesen különböző kategóriákba tartoznak.
Ami a tervezést illeti, az RD a következőképpen osztályozható:
Az egyszerű RD -k egy redukciós fokozattal, a kombinált RD -k két fokozattal rendelkeznek: 1. és 2., vagy a fő vezérlő plusz a „szabályozó-monitor”. Rendelkezhetnek beépített biztonsági szeleppel, biztonsági elzárószeleppel vagy mindkettővel.
A lépéscsökkentés nagyobb megbízhatóságot, nagyobb folyamatpontosságot és stabilitást, valamint kisebb függést biztosít a bemeneti nyomástól és az áramlási sebességtől. A beépített slam-shut és a PSK használata további szintű védelmet biztosít a szabályozó számára a megnövekedett kimeneti nyomás fogyasztóhoz jutása ellen. Az RD részeként egy vezérlő „szabályozó-monitor” használata lehetővé teszi a zavartalan gázellátás biztosítását a fő szabályozó meghibásodása esetén. Közvetlen működésű RD - ben az állítórugó alapjelként, indirekt működésű RD -ben pneumatikus működtető, ún. pilóta.
A közvetlen működésű rugószabályzók egyszerű felépítésűek és gyorsan reagálnak a gázáramlás változásaira, de viszonylag kis áramlási kapacitással rendelkeznek, és a hangolórugó-tartományuk miatt szűk kimeneti nyomáshatárokon belül működnek.
A kísérleti szabályozók éppen ellenkezőleg, nagy kapacitással (akár több tízezer köbméter óránként) és széles beállítási lehetőséggel rendelkeznek, ugyanakkor az átmeneti folyamat sebessége sokkal alacsonyabb, mint a rugóé. RD-k.
Kétfokozatú vezérlőrendszerek
Bár sok esetben egyfokozatú rendszereket használnak, néha szükség van egy kétlépcsős vezérlőrendszer telepítésére. Ebben az esetben egy nagynyomású szabályozó van felszerelve a tartályra, és az alacsony nyomásszabályozók közvetlenül a fogyasztónál vannak felszerelve. Fontos megjegyezni, hogy az egyfokozatú szabályozású rendszerekben a nyomást 1 kPa pontossággal tartják fenn. A kétfokozatú rendszerek viszont 0,25 kPa-ra növelik a szabályozási pontosságot, ami megfelel az új, nagy hatásfokú gázfogyasztó készülékek követelményeinek, amelyek pontos nyomásszabályozást igényelnek a megfelelő gyújtáshoz és a stabil működéshez. Az RD típusának az adott vezérlőrendszerben történő beépítési helyhez viszonyított azonosításának megkönnyítése érdekében a szabványos termékkódon kívül egyes gyártók speciális színkódolást is alkalmaznak.
A megfelelő vezérlőméret kiválasztásához meg kell határozni a telepítés teljes terhelését, amelyet a telepítésben szereplő összes eszköz teljesítményének összeadásával számítanak ki. Ezeket a paramétereket az RD útlevéladataiból vagy a gyártó műszaki dokumentációjából lehet venni.
Szabályozócsoportok rövid jellemzői
Az LPG nyomásszabályozók hat fő csoportra oszthatók:
A redukció első fokozatának RD-jei magas tartományról átlagosra csökkentik a nyomást, és közvetlenül az LPG-tartályok után helyezik el a gázellátó rendszereket. Az első fokozatú szabályozók sok modellje nincs felszerelve biztonsági berendezésekkel, mivel a hálózat túlnyomás elleni védelmi funkciója a redukció következő szakaszaiban valósul meg.
Második fokozatú szabályozók kerülnek beépítésre a PB-gázellátó rendszerekbe, hogy kiegyenlítsék a PB-gőzök hőmérsékletének és bemeneti nyomásának ingadozásának hatását, közepes nyomásról alacsony nyomásra csökkentsék, így biztosítva a stabil kimeneti nyomást, amely belép a fogyasztó gázt használó berendezéseibe. Az első fokozatú RD-vel ellentétben többnyire biztonsági nyomáscsökkentő szeleppel (PSK) vannak felszerelve, amely a megnövekedett kilépő gáznyomást a légkörbe vezeti, és biztonsági elzáró szeleppel (SVK), amely elzárja a gázellátást abban az esetben. vészhelyzeti nyomásemelkedés a kimeneten.
A kétfokozatú nyomásszabályozók egyesítik az első és a második fokozat RD tulajdonságait, és úgy vannak kialakítva, hogy csökkentsék a tartályegységekből vett LPG gőzfázis magas nyomását, valamint automatikusan fenntartsák az alacsony nyomást a megadott határokon belül, függetlenül a bemenettől. nyomásingadozások, a gázáramlás és a hőmérséklet változásai. A két fokozat stabilabb kimeneti nyomást biztosít, mint az egyfokozatú szabályozók. A kétfokozatú RD-k beépített túlnyomásvédelmi rendszerekkel is fel vannak szerelve.
Az ipari szabályozók csoportját a bemeneti és kimeneti nyomásbeállítások széles választéka, valamint a nagy áteresztőképesség jellemzi. A tervezést tekintve az ipari szabályozók lehetnek egyszerűek vagy kombináltak is, a konkrét megoldandó feladattól függően.