Назначение, устройство, классификация регуляторов давления газа

Управление гидравлическим режимом работы системы газораспределения осуществляется с помощью регуляторов давления*. Регулятор давления газа (далее РД) — это устройство для редуцирования (понижения) давления газа и поддержания выходного давления в заданных пределах вне зависимости от изменения входного давления и расхода газа, что достигается автоматическим изменением степени открытия регулирующего органа регулятора, вследствие чего также автоматически изменяется гидравлическое сопротивление проходящему потоку газа. РД представляет собой совокупность следующих компонентов:

Д — датчик, который осуществляет непрерывный мониторинг текущего значения регулируемой величины и подает сигнал к регулирующему устройству;

З — задатчик, который вырабатывает сигнал заданного значения регулируемой величины (требуемого выходного давления) и также передает его на регулирующее устройство;

Р — регулирующее устройство, которое осуществляет алгебраическое суммирование текущего и заданного значений регулируемой величины, и подает командный сигнал к исполнительному механизму.

ИМ — исполнительный механизм, который преобразует командный сигнал в регулирующее воздействие, и в соответствующее перемещение регулирующего органа за счет энергии рабочей среды.

* Редкое исключение составляют случаи повышения давления «после себя», которое осуществляется с помощью специальных компрессоров — газовых бустеров

На практике в РД в качестве датчика выступает контролируемое давление или т.н. «импульс», задатчиком является пружина или пневмозадатчик (пилот), а регулирующим устройством выступает мембрана или эластичный затвор. Исполнительный механизм представляет собой части корпуса регулятора с мембраной (эластичным затвором) в качестве разделителя сред и регулирующий орган. Составные элементы регуляторов с пружинным и пневматическим задатчиком показаны на рис.4.1

Составные элементы регуляторов с пружинным и вневматическим задатчиком

Рис. 4.1: Pвх - входное давление; Pвых - выходное давление; Д - датчик; З - задатчик; РУ - регулирующее устройство; ИМ - исполнительный механизм; РО - регулирующий орган; Pупр. - управляющее давление

В связи с тем, что регулятор давления газа предназначен для поддержания постоянного давления в заданной точке газовой сети, то всегда необходимо рассматривать систему автоматического регулирования в целом — «регулятор и объект регулирования (газовая сеть)».

Правильный подбор регулятора давления должен обеспечить устойчивость системы «регулятор — газовая сеть», т. е. способность ее возвращаться к первоначальному состоянию после прекращения возмущения.

В зависимости от поддерживаемого давления (расположения контролируемой точки в газопроводе ) РД разделяют на регуляторы «до себя» и «после себя». В ГРП (ГРУ) применяют только регуляторы «после себя».

Исходя из положенного в основу работы закона регулирования, регуляторы давления бывают астатические (отрабатывающие интегральный закон регулирования), статические (отрабатывающие пропорциональный закон регулирования) и изодромные (отрабатывающие пропорциональноинтегральный закон регулирования).

В статических РД величина изменения регулирующего отверстия прямо пропорциональна изменению расхода газа в сети и обратно пропорциональна изменению выходного давления. Примером статических РД являются регуляторы с пружинным задатчиком выходного давления.

РД с интегральным законом регулирования в случае изменения расхода газа создает колебательный режим, обусловленный самим процессом регулирования. При изменении расхода газа разность между первоначальным и заданным значениями выходного давления увеличивается до тех пор, пока количество газа, проходящее через регулятор, меньше нового расхода и достигает своего максимума, когда эти значения сравняются. В этот момент скорость открытия регулирующего отверстия максимальна. Но на этом регулирующий орган не останавливается, а продолжает открывать отверстие, пропуская газа больше, чем требуется, и выходное давление, соответственно, тоже повышается. В результате этого получается ряд колебаний около некоего среднего значения, при котором постоянный режим (как в случае статического регулятора) никогда не будет достигнут.

Представителями астатических регуляторов являются РД с пневматическим задатчиком выходного давления, а характерным примером такого процесса можно считать незатухающие автоколебания (т. н. «качку») некоторых типов пилотных РД в определенных переходных режимах работы.

Изодромный регулятор (с упругой обратной связью) при отклонении регулируемого давления сначала переместит регулирующий орган на величину, пропорциональную величине отклонения, но если при этом давление не придет к заданному значению, то регулирующий орган будет перемещаться до тех пор, пока давление не достигнет заданного значения. Подобный регулятор сочетает в себе точность интегрального и быстродействие пропорционального регулирования. Представителями изодромных РД являются т. н. «прямоточные» регуляторы.

Группа компаний «Газовик» Контакты:
Адрес: 410076, Саратов, им. Орджоникидзе Г.К., 119
Телефон: 8-800-2000-230, Электронная почта: order@gazovik.ru