Расчет регуляторов давления газа

Для снижения и поддержания давления газа на заданном уровне используются автоматические регуляторы прямого и непрямого действия. В зависимости от величины давления и расхода газа дросселирование его на ГРС может осуществляться в несколько линий и на каждой устанавливают регулятор давления наибольшей пропускной способности из выпускаемых промышленностью страны.

Регуляторы давления выбирают по величине коэффициента пропускной способности, который можно определить

(1.11)

(1.12)

где Р₁ и Р₂ - соответственно давление газа до и после регулятора, МПа; Q_p - расчётная пропускная способность выбираемого регулятора, ; - максимальная производительность ГРС, - температура газ на входе ГРС, К. Выбор регуляторов давления производится по приложению 3.

Для обеспечения нормальной работы регулятора давления должен быть выбран по типоразмеру так, чтобы при режиме Q_макс оставался запас хода до полного открытия (в 15÷20 %), а при режиме Q_мин - запас хода до полного закрытия (10÷15 %).

Если отсутствуют значения , то количество рабочих линий редуцирования газа определяется соотношением Q_макс/Qp наибольшего из выпускаемых регуляторов. Общее количество линий редуцирования не должно быть меньше двух (одна из них резервная). При >100 тыс.м³/ч может предусматриваться дополнительно линия постоянного расхода, содержащая вместо автоматического регулирующего устройства (РД) ручной кран или другое дросселирующее устройство. Величина расхода по линии постоянного расхода составляет (30÷40)% от Q_макс.

Надземные трубопроводы - линии редуцирования и расходомерные линии (при измерении расхода газа после редуцирования) следует проектировать с виброшумоизоляцией. Вибрация и повышенный шум вызываются резким увеличением скорости потока газа после регулятора. Из условия допустимого уровня шума максимальная скорость движения газа в трубопроводах блока редуцирования составляет 25 м/с для газопроводов высокого давления, 15- среднего, 7- малого давления.

Скорость движения газа определяется

где Q'_макс - максимальный расход газа в линии редуцирования, м³/ч; D - внутренний диаметр линии, м; P₀=0,1 МПа; Р - давление газа в линии редуцирования, МПа.

Газораспределительные станции могут быть предназначены для снабжения газом одного или нескольких потребителей, а также иметь один и два выхода (для потребителей, требующих обеспечения разных параметров газа). Следовательно ГРС будут иметь разное количество блоков редуцирования. Кроме того, ГРС могут быть выполнены как по типовым, так и по индивидуальным проектам. Характеристика основных типов регуляторов давления газа приведена в приложении 3. В настоящее время на ГРС используются регуляторы давления РД, РДМ, РДУ. Наибольшим из регуляторов является РДУ-80 с D_y=l5Q мм и Q_макс=160тыс.м³/ч.

1.4. Учёт количества газа

Расход газа на ГРС является основным параметром, определяющим многие производственные, технические и экономические характеристики их работы.

В промышленности широко применяют расходомеры переменного перепада давления. Перепад давления на сужающем устройстве зависит от расхода газа Q и пропорционален его квадрату

(1.14)

, (1.15)

где с - постоянный коэффициент для данного расходомера; Q, м³/ч; D, мм; , кгс/см²; Т₁, К; р, кг/м³.

Этот метод расчёта достаточно хорошо изучен и по существу единственный в отечественной и зарубежной практике стандартизованный метод. Основные положения и требования к его выполнению изложены в Правилах РД 50-213-80 измерения расхода газов и жидкостей сужающими устройствами Госстандарта (введены с 1.07.1982г.).

При измерении расхода чаще всего применяются дифманометры в комплекте со стандартизованными диафрагмами. По установившейся практике проектная организация производит заказ сужающего устройства и дифманометра по опросному листу завода-изготовителя, который производит расчёт устройства по данным проектной организации.

При расчёте диаметра отверстия сужающего устройства (d₂₀) необходимо иметь следующие исходные данные:

· максимальный и средний измеряемые расходы газа при стандартных условиях (Q_c._макс., Q_c._cp.);

· компонентный состав газа или плотность его при стандартных условиях ( );

· избыточное давление измеряемого потока газа перед диафрагмой ( )

· барометрическое давление окружающей среды

· допустимые потери давления на сужающем устройстве при максимальном расходе газа (Р_б)',

· температуру измеряемого газового потока (Т_и);

· внутренний диаметр трубопровода измерительной линии (D₂₀ ).

Выбор диафрагмы сводится к расчёту перепада давления ∆Р и модуля .С увеличением ∆P уменьшается модуль диафрагмы, при этом повышается точность измерения, расширяется область измерений без поправки на число Re , сокращается необходимая длина прямых участков газопровода и снижаются требования к установки диафрагмы. Модуль диафрагмы колеблется от 0,05 до 0,64. Определение d_2Q возможно при свободном выборе ∆Р при условии чтобы модуль был близок к 0,2. В этом случае диаметр сужающего устройства определится по зависимости

, (1.16)

При средних скоростях в трубах значения Т должны соответствовать ∆Р , лежащим в пределах 0,016 ÷ 0,063 МПа. В промышленности часто применяют плоские и камерные диафрагмы. Камерные диафрагмы имеют =25; 50; 65; 80; 100; 125;150; 200; 250; 350; 500 мм; бескамерные =400; 500; 600; 800; 1000 мм. В приложении 2 приведены характеристики ряда типов диафрагм для измерения расхода газов на ГРС.

На ГРС большой производительности узел замера газа следует располагать после узла очистки до узла редуцирования.