70. Газораспределительный пункт (грп) и установки (гру).
Газорегуляторные пункты - служат для дополнительной очистки газа от механических примесей, снижения давления газа после газораспределительной станции и поддержании его на заданном значении с последующей бесперебойной и безаварийной подачей потребителям. В зависимости от избыточного давления газа на входе газорегуляторные пункты могут быть среднего (до 0,3 МПа) и высокого давления (0,3-1,2МПа). ГРП могут быть центральными (обслуживать группу потребителей) и объектовыми (обслуживать объекты одного потребителя).
Виды ГРП.
ГРП подразделяются между собой: по выходному давлению : ГРП низкого, среднего и высокого выходного давления. по количеству ступеней понижения давления газа : одноступенчатые и многоступенчатые ГРП. по количеству линий редуцирования : однониточные и многониточные ГРП. по типу схемы газоснабжения потребителя газа : тупиковые и закольцованные ГРП. по наличию резервной нитки редуцирования : ГРП с резервной линией редуцирования и без.
Газораспределительная установка (ГРУ) - это система технологического оборудования, обеспечивающая снижение давления, очистки и учета расхода газа перед подачей его в газораспределительную сеть.
ГРУ обеспечивают подачу газа от магистральных газопроводов и отводов к населенным пунктам, промышленным и сельскохозяйственным предприятиям в заданном количестве.
Условия эксплуатации газораспределительной установки:
расположение на открытом воздухе
районы с сейсмичностью до 8 баллов
умеренный климат с температурой от -40 до +50 °С и холодный климат с температурой от -60 до +50 °С
Основные функции газораспределительной установки:
редуцирование газа высокого давления до указанного низкого и поддержание его с определенной точностью;
газораспределительная установка обеспечивает подогрев газа перед редуцированием;
автоматическое управление режимами работы технологического оборудования станции, в том числе ограничение поставок газа по требованиям газораспределяющей организации (ГРО);
выдача аварийных и предупредительных сигналов при нарушениях работы на пульт диспетчеру или оператору;
измерение расхода газа с многосуточной регистрацией данных и передачей информации на уровень газораспределяющей организации;
в газораспределительной установке происходит очистка газа от капельной влаги и механических примесей.
Принцип работы газораспределительной установки
Двигаясь по общему трубопроводу, газ высокого или среднего давления попадает в газораспределительную установку через входной кран. Вначале газ проходит очистку в фильтрационной системе и поступает в ротационный счетчик газа с электронным корректором для отслеживания точного количество вещества, попадающего в установку. После этого газ поступает в регулятор давления, в котором происходит редуцирование и поддержание его давления на требуемом уровне. Затем газ направляется к потребителю через выходной кран.
71. Обслуживание систем газоснабжения. Техника безопасности при строительстве и эксплуатации систем газоснабжения.
Горючие газы в смеси с воздухом при определенных концентрациях и температуре взрываются. Некоторые горючие газы токсичны, поэтому персонал, производящий ремонт, должен освоить приемы и методы ведения работ на газопроводах и оборудовании, находящихся под давлением газа, а при ликвидации утечек горючего газа - пользоваться средствами личной защиты. Газоопасными считаются те работы, которые производятся в загазованной среде или при которых возможен выход горючего газа из газопроводов, сосудов и агрегатов, в результате чего может произойти отравление людей, взрыв или воспламенение газа.
К газоопасным работам относятся: присоединение вновь построенных газопроводов к действующим без отключения их от газовой сети («врезка под газом»); ввод в эксплуатацию газопроводов, ГРП (ГРУ) и газовых сетей; ремонт действующих газопроводов; ревизия и ремонт действующих газопроводов в колодцах, тоннелях и т. п. без отключения их от газа; прочистка газопроводов; ремонт оборудования; газорегуляторных пунктов; демонтаж газопроводов, отключенных от действующих газовых сетей; заполнение сжиженным газом резервуаров, баллонов; профилактическое обслуживание как действующих газовых приборов, так и внутреннего газооборудования.
К работе допускаются только лица, сдавшие экзамен по техминимуму и имеющие опыт работы «под газом», и только после получения наряда.
Численность (состав) бригады для проведения газоопасных работ определяется в зависимости от объема работ, но должна быть не менее 2-3 человек. Один из них назначается старшим.
При выполнении работ в закрытых помещениях (в подвале, ГРП, тоннеле, колодце и др.) необходимо сначала тщательно проветрить его и взять пробу воздуха на анализ. Отсутствие в воздухе примеси газа служит основанием для начала работ.
Если невозможно создать условия, исключающие возможность выделения газа у рабочего места, то работы производятся в шланговых или изолирующих противогазах. При работах в колодце или траншее рабочий должен быть снабжен предохранительным поясом с веревкой, один конец которой находится на поверхности земли у того, кто наблюдает за работой.
К выполнению работ по газовой резке при присоединении к действующим газопроводам допускается электросварщики 4-6 разрядов.
Во время ремонтных работ в помещении ГРП за рабочим должен быть организован непрерывный надзор с улицы. При работе на ГРП в противогазах надо следить, чтобы шланги не имели переломов, а открытые концы их располагались снаружи здания с наветренной стороны. При ремонтных работах необходимо пользоваться инструментом, применение которого исключает возможность образования искры.
Профилактический осмотр газовых плит и скоростных водонагревателей проводят раз в два месяца. Газовые приборы с автоматикой один раз в месяц. Так же проводиться регулярно по графику профилактическое обслуживание баллонных и резервуарных установок сжиженного газа.
При строительстве должны соблюдаться все требования техники безопасности.
Газораспределительные пункты и установки (ГРП, ГРУ)
Важным элементом в структуре систем газоснабжения городов явля-ются газорегуляторные пункты, используемые для передачи газа с одной ступени давления на другую. Основным оборудованием ГРП служат регу-ляторы, которые снижают подводимое давление газа до требуемого значе-ния и автоматически поддерживают его на заданном уровне независимо от расхода газа через регулятор.
В состав технологического оборудования ГРП входят также предо-хранительно-запорное, сбросное и отключающее устройства, контрольно-измерительные приборы, фильтры для очистки газа, продувочные газопро-воды.
По назначению ГРП разделяются на сетевые, размещаемые на террито-рии газоснабжаемого района в отдельном здании или в металлических шка-фах и питающие газом распределительные сети среднего и низкого давления; объектные, служащие для газоснабжения отдельных промышленных и ком-мунальных предприятий; местные газорегуляторные установки (ГРУ), раз-мещаемые непосредственно внутри газифицируемых зданий.
ГРП и ГРУ в подвальных и полуподвальных помещениях, а также в жилых и общественных зданиях, детских и лечебных учреждениях и учеб-ных заведениях не устраивают. Здания, в которых располагаются ГРП, должны отвечать требованиям, установленным для производств категории А. Они одноэтажные, I и II степеней огнестойкости, имеют покрытие лег-кой конструкции и полы из несгораемых материалов.
Двери помещений ГРП открываются наружу. Если применяют трудно-сбрасываемые перекрытия, то общая площадь оконных проемов и световых фонарей должна быть не менее 5000 см 2 на 1 м 3 внутреннего объема ГРП. Если ГРП размещается в пристройке к зданию, то пристройка отделяется от здания глухой газоплотной стеной и имеет самостоятельный выход.
Помещение ГРП отапливается, так как для нормальной работы уста-новленного в нем оборудования и контрольно-измерительных приборов температура воздуха в помещении должна быть не ниже +15°С. Отопление может быть водяным от тепловой сети или от индивидуальной котельной, которая отделяется капитальной стеной от помещения, где установлено
оборудование, и имеет самостоятельный вход. Вентиляция ГРП осуществ-ляется с помощью дефлектора (вытяжка) и жалюзийной решетки (приток), устроенной внизу двери. Электрическое освещение здания ГРП может быть внутренним во взрывобезопасном исполнении или наружным в обычном исполнении (кососвет).
На рис. 8.3 показаны план и разрез помещения ГРП с установленным оборудованием.
Технологическая схема действия оборудования ГРП заключается в сле-дующем. Газ высокого или среднего давления входит в ГРП и после отклю-чающей задвижки 5 проходит через фильтр 4, где очищается от пыли и меха-нических примесей. После фильтра газ через предохранительно-запорный клапан 3 поступает в регулятор давления 2, где давление газа снижается до заданного. После регулятора газ пониженного давления выходит через за-движку 1 в городскую газораспределительную сеть соответствующего давле-ния. Чтобы во время ремонта оборудования ГРП не было перерыва в газо-снабжении, на технологической линии предусматривается обводной газопро-вод 7 (байпас). При перекрытии задвижек 1 и 5 и открытой задвижке 6 байпа-са газ идет, минуя регулятор давления, в газораспределительную сеть. Для снижения давления газа в этом случае прикрывается задвижка 6.
Основное назначение ГРП (ГРУ) - снижение (дросселирование) входного давления газа до заданного выходного и поддержание последнего в контролируемой точке газопровода постоянным (в заданных пределах) независимо от изменения входного давления и расхода газа. Кроме того, в ГРП (ГРУ) осуществляются очистка газа от механических примесей; контроль входного и выходного давления и температуры газа; прекращение подачи газа в случае повышения или понижения давления газа в контролируемой точке газопровода за допустимые пределы; измерение расхода газа (если отсутствует специально выделенный пункт учета расхода).
В зависимости от давления газа на вводе ГРП (ГРУ) бывают среднего (более 0,05 до 3 кгс/см 2) и высокого (более 3 до 12 кгс/см 2) давления.
В соответствии с назначением в ГРП (ГРУ) размещают следующее оборудование:
Регулятор давления, автоматически понижающий давление газа и поддерживающий его в контролируемой точке на заданном уровне (далее - регулятор);
Предохранительный запорный клапан (ПЗК), автоматически прекращающий подачу газа при повышении или понижении его давления сверх заданных пределов. Устанавливают перед регулятором по ходу газа;
Предохранительное сбросное устройство (ПСУ), сбрасывающее излишки газа из газопровода за регулятором в атмосферу, чтобы давление газа в контролируемой точке не превысило заданного. ПСУ подключают к выходному газопроводу, при наличии расходомера - за ним. В шкафных ГРП допускается вынос ПСУ за пределы шкафа;
Фильтр для очистки газа от механических примесей. Устанавливают перед ПЗК. Фильтр можно не устанавливать в ГРУ, расположенной на расстоянии не более 1000 м от ГРП или централизованного пункта очистки газа предприятия;
Обводной газопровод (байпас) с последовательно расположенными запорным (первым по ходу газа) и запорно-регулирующим устройствами для подачи через него газа на время ревизии и ремонта, а также аварийного состояния оборудования линии редуцирования. Диаметр байпаса должен быть не меньше диаметра седла регулятора;
Средства измерений: давления газа перед регулятором и за ним - манометры показывающие и самопишущие; перепада давления на фильтре - дифманометр; температуры газа - термометры показывающий и самопишущий. В шкафных ГРП допускается не устанавливать регистрирующие приборы, а в ГРП (ГРУ), в которых не производится учет расхода газа, - регистрирующий прибор для измерения температуры;
Импульсные трубки для соединения регулятора, ПЗК, ПСУ и средств измерений с теми точками на газопроводах, в которых контролируется давление газа;
Сбросные и продувочные трубопроводы для сбрасывания газа в атмосферу от ПСУ и продувки газопроводов и оборудования. Продувочные трубопроводы размещают на входном газопроводе за первым запорным устройством, на байпасе между двумя запорными устройствами, на участках с оборудованием, отключаемым для профилактического осмотра и ремонта;
Запорные устройства. Число и расположение запорных устройств должны обеспечить возможность отключения ГРП (ГРУ), а также оборудования и средств измерений для их ревизии и ремонта без прекращения подачи газа.
В ГРП (ГРУ) котельной, имеющей тупиковую схему газоснабжения, основное технологическое оборудование настраивают исходя из следующих условий.
Регулятор должен поддерживать в контролируемой точке давление Р н = Р г + ΔР, где Р г - давление газа перед горелками котла, ΔР - потери давления газа на участке газопровода от точки подключения манометра перед наиболее удаленной от ГРП (ГРУ) горелкой до контролируемой точки при максимальном расчетном расходе газа.
ПЗК настраивают на срабатывание при возрастании давления в контролируемой точке до Р в = 1,25 Р н. При этом Р в не должно превышать максимально допустимого давления перед горелками, обеспечивающего их устойчивую (без отрыва пламени) работу.
ПЗК настраивают на срабатывание при понижении давления до значения Р с, обеспечивая (с учетом потерь ΔР) давление перед горелкой на 20-30 кгс/м 2 (низкое давление) или 200-300 кгс/м 2 (среднее давление) больше того, при котором могут погаснуть горелки или произойти проскок пламени.
ПСУ настраивают на полное срабатывание при повышении давления в контролируемой точке до Р п = 1,15 Р н.
Схемы ГРП (ГРУ)
Число линий редуцирования в ГРП зависит от расчетного расхода газа и режима его потребления. При наличии двух и более линий байпас обычно не монтируют, а во время ремонта или осмотра одной из них газ поступает через другие линии. В ГРП с входным давлением более 6 кгс/см 2 и пропускной способностью более 5000 м 3 /ч устройство резервной линии редуцирования вместо байпаса обязательно. В ГРУ входное давление газа не должно превышать 6 кгс/см 2 , а линий редуцирования не должно быть более двух.
ГРП (ГРУ) могут быть одно- или двухступенчатыми. В одноступенчатых входное давление газа редуцируют до выходного в одном регуляторе, в двухступенчатом - двумя последовательно установленными регуляторами. При этом регулятор первой ступени компонуют с фильтром и ПЗК, регулятор второй ступени фильтра может не иметь. Одноступенчатые схемы обычно применяют при разности между входным и выходным давлением до 6 кгс/см 2 ; при большем перепаде предпочтительнее схемы двухступенчатые.
Принципиальная схема ГРП (ГРУ), оборудованного регулятором давления типа РДУК и двумя ротационными счетчиками, показана на рис. 4.3,а.На входе газопровода установлено общее запорное устройство 1. Для продувки газопроводов газом до ГРП предусмотрен трубопровод 2, а пробы для контроля окончания продувки отбирают через штуцер 3. Давление газа на входе определяют по манометру 28, при необходимости его регистрации дополнительно устанавливают самопишущий манометр (на рисунке не показан).
Для включения и отключении основного оборудования - фильтра 5, ПЗК 6и регулятора давления 7 - служат запорные устройства 4 и 9. На обводном газопроводе (байпасе) последовательно расположены два запорно-регулирующих устройства 27 и 25, к участку между которыми подключают манометр 26. При необходимости работы на байпасе устройство 27является как бы первой ступенью регулирования, на которой входное давление грубо снижается до близкого к выходному, а устройство 25 служитдля точного поддержания заданного выходного давления.
Перепад давления на фильтре определяют с помощью дифманометра 33(рис. 4.3, б) или, если давление на входе в ГРП не превышает 2,5 кгс/см 2 , по пружинному манометру 29с ценойделения не более 0,05 кгс/см 2 .
В схеме предусмотрен специальный патрубок 8 (D у = 40- 50 мм), к которому присоединяют импульсные трубки к ПКЗ, регулятору и КИП - показывающему 24 и регистрирующему 23 манометрам, контролирующим давление газа за регулятором. Патрубок 8 увеличивает объем застойной зоны и повышает устойчивость работы регулятора и ПЗК, несколько сглаживая колебания давления, происходящие при изменении тепловой нагрузки агрегатов. При использовании регуляторов типа РДУК сбросный трубопровод из подмембранной полости и трубку к надмембранной полости также подсоединяют к патрубку 8.
Кроме того, расположение в одном месте всех кранов импульсных трубок более удобно. Следует, однако, отметить, что многолетний опыт эксплуатации ГРУ (ГРП) с различными типами регуляторов показал, что можно добиться достаточно устойчивой их работы при подключении импульсной трубки непосредственно к обводной линии. Отключение ивключение счетчиков 19 производят задвижками 11 и 20. При необходимости работы без счетчиков (ревизия, ремонт) открывают задвижку 18, которая нормально должна быть оплом-бирована в закрытом положении. Перед счетчиком устанавливают фильтр-ревизию 21, а после него специальное поворотное колено 10. Запись температуры газа перед счетчиками производится самопишущим термометром 22.
Основное оборудование (регулятор и ПЗК) можно настроить без подачи газа к тепловым потребителям, если создать небольшой расход газа через продувочный трубопровод 16, открывая кран 17.
Сброс газа в атмосферу при повышении его давления сверх заданного в газопроводе за регулятором осуществляется сбросным клапаном 15. Для периодической проверки настройки сбросного клапана, не имеющего для этого специального устройства, на от-ветвлении газопровода к клапану устанавливают запорное уст-ройство 13, которое в процессе эксплуатации пломбируется в от-крытом состоянии. На участке между запорным устройством и ПСК предусмотрен штуцер 14 со съемной пробкой на резьбе, к которому во время проверки подсоединяют контрольный мано-метр и при закрытом устройстве 13 производят закачку воздуха. Срабатывание ПСК определяют по шуму выходящего воздуха.
Для ГРП, расположенных в отдельно стоящих зданиях или в пристройках к производственным помещениям и предназначен-ных для снабжения нескольких котельных и цехов, целесообразна установка общего запорного устройства 12 на выходе газопровода из ГРП (на рис. 4.3, а показано штрихом). В этом случае подклю-чение трубопровода 16для настройки оборудования и продувки газопроводов ГРП следует осуществлять в точке Б(вместо точки А). Схема без патрубка 8показана на рис. 4.3,б. Она отличается от предыдущей еще и тем, что вместо счетчиков установлена измерительная диафрагма 31с самопишущим дифманометром-расходомером 32 и байпасной линией к ней 30, а для измерения перепада давления на фильтре — дифманометр 33. Все остальные обозначения здесь те же, что и на рис. 4.3,а.
В котельных с переменным расходом газа вместо байпаса 30 прокладывают еще одну (при необходимости две-три) линию с диафрагмой и своим дифманометром. Если режим работы котельной позволяет прекращать подачу газа на время смены диафрагмы или дифманометра, то ограничиваются только одной линией. При резко переменных (например, сезонных) расходах газа к диафрагме подключают два дифманометра с различными шкалами на соответствующие расходы. В этом случае верхний предел измерения диафрагмы меньшего расхода должен быть больше, чем нижний предел диафрагмы большего расхода.
Импульсные трубки к регуляторам, ПЗК и средствам измерений должны, как правило, иметь уклон в сторону от приборов и не иметь участков с противоположным уклоном, в которых может скопиться конденсат. При соединении импульсной трубки к горизонтальному газопроводу врезку производят выше нижней четверти диаметра этого газопровода.
Трубопроводы продувочные и от ПСУ должны выводиться наружу в места, обеспечивающие безопасное рассеивание газа, но не менее, чем на 1 м выше карниза крыши. Диаметры продувочных трубопроводов должны быть не меньше 20 мм, а сбросных - не меньше диаметра присоединительного патрубка ПСУ. Продувочные и сбросные трубопроводы должны иметь минимальное число поворотов, а также устройства, исключающие попадание в них атмосферных осадков. Допускается объединение продувочных и сбросных трубопроводов от ПСУ, если они предназначены для одинаковых давлений. Продувочные трубопроводы от шкафных ГРП, устанавливаемых на опорах, выводят на высоту не менее 4 м от уровня земли, а при установке шкафных ГРП на стенах зданий - на 1 м выше карниза здания.
Для перевода ГРП (ГРУ) на работу через байпас после предупреждения об этом дежурных операторов следует :
Осторожно вывести из зацепления ударник ПЗК и закрыть кран на его импульсной трубке;
Медленно и осторожно, следя за показаниями манометра, приоткрывать запорное, затем запорно-регулирующее устройства на байпасе, до тех пор пока выходное давление не станет на 20-30 кгс/м 2 выше установленного режима (при среднем давлении на 0,03-0,04 кгс/см 2). Открытие запорно-регулирующего устройства на байпасе позволяет увеличить поступление газа в систему. Если при этом отбор газа не меняется, то плунжер регулятора начинает прикрывать седло, что ведет к уменьшению расхода газа через регулятор. Следовательно, установившееся выходное давление, несколько превышающее давление, которое поддерживалось при работе редуцирующей линии, означает, что седло регулятора полностью перекрыто и подача газа потребителям уже осуществляется только через байпас;
Медленно закрыть запорное устройство перед регулятором, следя за показаниями манометра. Если выходное давление снижается, то следует больше приоткрыть запорно-регулирующее устройство на байпасе, с тем чтобы давление поддерживалось постоянным. Если регулятор имеет пилот, то сначала медленно вывертывают до отказа регулировочный винт пилота (против часовой стрелки), а затем закрывают запорное устройство перед регулятором;
Немного прикрыть запорно-регулирующее устройство на байпасе, с тем чтобы установилось заданное выходное давление за счет уменьшения его на 20-30 кгс/м 2 (при среднем давлении 0,03-0,04 кгс/см 2);
Разъединить защелку ПЗК и, придерживая рычаг, опустить его плунжер ;
Закрыть запорное устройство за регулятором.
Для перевода ГРП (ГРУ) с байпаса на работу через регулятор следует:
Проверить настройку ПЗК и поднять его запорный плунжер;
Убедиться в исправности регулятора и открытии кранов на импульсных трубках (регулировочный винт пилота регулятора должен быть вывернут);
Открыть запорное устройство за регулятором;
Снизить выходное давление на 20-30 кгс/м 2 ниже заданного (при среднем давлении на 0,03-0,04 кгс/см 2), медленно прикрывая запорно-регулирующее устройство на байпасе;
Очень медленно открыть запорное устройство перед регулятором, наблюдая за показаниями манометра выходного давления;
Восстановить заданное выходное давление газа ввертыванием регулировочной пружины регулятора или его пилота (при наличии грузового регулятора - наложением соответствующих грузов);
Медленно закрыть запорно-регулирующее, а затем запорное устройства на байпасе;
Убедиться, что регулятор работает устойчиво, открыть кран на импульсной трубке ПЗК и произвести зацепление ударника.
Если ГРП имеет две и более редуцирующие линии для питания газом единой системы газоснабжения, то целесообразно:
На вводе в ГРП иметь общее запорное устройство, показывающий и самопишущий манометры. На отводах к каждой из технологических линий установка манометров не требуется;
Общий выходной газопровод оборудовать показывающим и самопишущим манометрами, а на редуцирующих линиях за регуляторами достаточно иметь только показывающие манометры, используемые при наладке оборудования;
Для обеспечения синхронной работы регуляторов и создания условий, повышающих их устойчивость, использовать один пилот для управления несколькими регулирующими клапанами. В этом случае схему можно компоновать так, чтобы один из пилотов работал, а остальные, установленные на регуляторах, являлись резервными и включались при ремонте первого или настраивались на другое выходное давление. В последнем случае можно при переключении с одного пилота на другой с помощью электромагнитных клапанов дистанционно менять выходное давление ГРП.
Например, при использовании регуляторов РДУК2 (рис. 4.4) надмембранные полости всех регулирующих клапанов (КР) соединяют трубопроводом АБ (D у = 32 мм), а подмембранные полости - трубопроводом ВГ (D у = 15-20 мм). Краны, отключающие эти полости, открыты, если соответствующие КР находятся в работе, и закрыты, если КР отключены. У регулирующих клапанов 7 и 11 имеются пилоты 8 и 12, у регулирующего клапана 1 штуцер 2 для подсоединения пилота заглушен.
Когда все три технологические линии работают, управляет всеми регулирующими клапанами пилот 12, а пилот 8 - в резерве. В этом случае кран 14 закрыт, кран 13 открыт. Газ входного давления из клапана 11 поступает в пилот 12, где дросселируется под воздействием импульса выходного давления и подается под мембранную полость клапана через дроссель Д1, а излишек газа сбрасывается в импульсную линию через дроссель Д2. Измерение выходного давления ведет к перемещению мембраны и регулирующего плунжера в КР 11.
Одновременно переместятся мембраны и плунжеры других регулирующих клапанов, под- и надмембранные полости которых соединены с соответствующими полостями КР 11. Если закрыть кран 13 и открыть кран 14, то в работу вместо пилота 12 вступит пилот 8. При замене кранов 13 и 14 электромагнитными вентилями и настройке пилотов на различное выходное давление появляется возможность дистанционного изменения режима работы ГРП.
Газорегуляторные пункты (ГРП) или установки (ГРУ) предназначены для: снижения давления газа до заданной величины; поддержания заданного, давления вне зависимости от изменений расхода газа и давления на входе в газорегуляторные пункты или ГРУ; прекращения подачи газа при повышении или понижении его давления после ГРП или ГРУ сверх установленных норм.
Отличие ГРУ от ГРП заключается в том, что первые сооружаются непосредственно у потребителей и предназначены для снабжения газом котлов и других агрегатов, расположенных только в одном помещении, в то время как газорегуляторные пункты оборудуются на городских распределительных газовых сетях или объектах коммунально-бытового назначения. Принципиальные схемы ГРП и ГРУ аналогичны.
Газорегуляторное оборудование может быть размещено в отдельно стоящем здании, в помещении, встроенном в котельную, или в металлических шкафах снаружи здания. В последнем случае установка называется "шкафные газорегуляторные пункты" (ШРП). Грозозащита помещения ГРП необходима в тех случаях, когда здание ГРП не попадает в зону грозовой защиты соседних объектов. В этом случае устанавливают молниеотвод. Если здание ГРП находится в зоне грозовой защиты других объектов, то в нем оборудуют только контур заземления. Помещение ГРП оборудуют пожарным инвентарем н приспособлениями (ящик с песком, огнетушители. кошма и т. д.).
Газовое оборудование ГРП. В комплект оборудования ГРП входят: фильтр для очистки газа от механических примесей; предохранительно-запорный клапан, автоматически отключающий подачу газа потреби-елям в случае выхода из строя регулятора давления газа; регулятору, давления газа, снижающий давление г газа и автоматически поддерживающий его на заданном уровне; предохранительно-сбросной клапан (гидравлический или пружинный) на выходе газа, обеспечивающий сброс избыточного газа в случае повышения давления газа выше допустимого f- (рабочего) на выходе из ГРН. и манометры для замера давления газа на входе и выходе из ГРП.
Основная линия, на которой размещена газовая аппаратура, обору дуется обводным газопроводом (бай пасом) с двумя задвижками, с по мощью которых при неисправности основной линии вручную производя регулирование давления газа. В газорегуляторные пункты небольшой пропускной способности на выходе ставит ротационные счетчики для замера количества израсходованного газа. Для сброса газа устанавливают продувочные газопроводы (свечи). Размещение оборудования ГРП показано рис. 79.
Типы регуляторов давления, регуляторы давления являются основными приборами ГРП. Они отличаются размерами, устройством, диапазона входных и выходных давлений способами настройки, регулировки т. п. Регуляторы давления газо-подразделяются на регуляторы: прямого действия, использующие энергию газа в газопроводе; непрямого действия, работающие на энергии посторонних источников (пневматических, гидравлических и электрических); промежуточного типа, использующие энергию газа в газопровода снабженные усилителями, как и регуляторы непрямого действия.
Наибольшее распространение в системах газоснабжения отопительных котельных получили регуляторы прямого действия, как наиболее простые и надежные а работе. В свою очередь эти регуляторы подразделяются на пилотные и беспилотные. Пилотные регуляторы имеют управляющее устройство (пилот) и отличаются от беспилотных большими размерами и пропускной способностью.
Основным конструктивным узлом всех регуляторов прямого действия служит клапан. Клапаны регуляторов могут быть с жестким уплотнением (металл по металлу) и мягким (резина и кожа) лапаны с мягким уплотнением будут точнее выдерживать заданное давление за регулятором. Пропускная способность регулятора зависит от размера клапана и величины его хода, поэтому ту или иную конструкцию регулятора подбирают по максимально возможному потреблению газа, а также по размеру клапана и величине его хода. Площадь сечения седла составляет 16- 20 % площади сечения подводящего штуцера. Максимальное расстояние, на которое может отходить клапан от седла, составляет 25-30 % диаметра его седла. Пропускная способность регулятора зависит также от перепада давления, т. е. от разности давлений до и после регулятора, плотности газа и конечного давлении. В инструкциях и справочниках имеются таблицы пропускной способности регуляторов при перепаде в 1000 мм вод. ст. Для определения пропускной способности регуляторов необходимо делать пересчет. Ниже рассматриваются некоторые из наиболее распространенных типов Регуляторов РД и РДУК.
Регуляторы РД. Они используются Для ГРП небольшой производительности и являются беспилотными. Маркируют их по диаметру условного прохода: РД-20, РД-25. РД-32 и РД-50.
аксимальная пропускная способность газа первых трех типов 50 м 3 /ч и последнего-150 м 3 /ч.
Первые три типа имеют одинаковые габаритные размеры и отличаются лишь присоединительными размерами входных и выходных патрубков. Регуляторы РД-20 не изготовляются.
В последнее время выпущены модернизированные регуляторы РД-32М и РД-50М, имеющие по два входных штуцера. Устройство и принцип действия этих регуляторов одинаковы. На рис. 80 показано устройство регулятора РД-32М.
Принцип его работы заключается в следующем: при уменьшении потребления газа давление после регулятора начинает увеличиваться. Это передается по импульсной трубке под мембрану. Мембрана под давлением газа идет вверх, сжимая пружину до тех пор, пока силы давления газа и пружины не уравновесятся. Движение мембраны вверх передается системой рычагов на клапан, который прикрывает отверстие для прохода газа В результате этого давление газа уменьшается до заданной величины.
При увеличении потребления газа давление после регулятора начинает падать. Это передается по импульсной трубке под мембрану, которая под действием пружины идет вниз, и посредством системы рычагов клапан открывается. Проход для газа увеличивается, и давление газа после регулятора восстанавливается до заданной величины. Пропускная способность регуляторов РД-32М и РД-50М составляет 190 и 780 м/ч. Регуляторы РДУК. В эксплуатации применяют регуляторы РДУК-2-50, РДУК-2-100 и РДУК-2-200, которые отличаются один от другого величиной условного прохода соответственно равной 50, 100 и 200 мм. Максимальная пропускная способность этих регуляторов составляет 6600, 17 850 и 44 800 м/ч.
Регуляторы РДУК (рис. 81) устанавливают в комплекте с регуляторами (пилотами) КН-2 (низкого давления) и КВ-2 (высокого давления). Для получения выходного давления газа в пределах 0,5-60 кПа (50-6000 мм вод. ст.) применяют пилот КН-2, а в пределах 0,06-0,6 МПа (0,6-6 кгс/см) - пилот КВ-2.
Работа регулятора РДУК осуществляется следующим образом: при уменьшении потребления газа давление после регулятора начинает возрастать. Это передается по импульсной трубке 1 на мембрану пилота, которая, опускаясь вниз, закрывает клапан пилота. Проход газа через пилот по импульсной трубке 2 прекращается, поэтому давление газа под мембраной регулятора тоже падает. Когда давление под мембраной РДУК станет меньше массы тарелки и давления, оказываемого клапаном регулятора, мембрана пойдет вниз, вытесняя газ из-под мембраной полости через импульсную трубку 3 на сброс. Клапан начинает закрываться, уменьшая отверстие для прохода газа Давление после peгулятора уменьшится до заданной величины.
При увеличении потребления газ давление после регулятора начиная падать. Это передается по импульсной трубке на мембрану пилоту. Мембрана пилота под действием пружины идет вверх, открывай клапан пилота газ с высокой стороны по импульсной трубке 2 поступает на клапан пилота и затем по импульс-трубке 3 идет под мембрану регулятора. Часть газа поступает на сброс по импульсной трубке 4, а часть под мембрану.
Давление газа под мембраной регулятора возрастает и, пересиливая массу грузовой тарелки и усилие клапана, заставляет его двигаться вверх. Клапан регулятора при этом открывается, увеличивая отверстие для прохода газа. Давление после регулятора повышается до заданной величины.
При повышении давлении газа перед регулятором сверх установленной нормы работа последнего происходит аналогично работе этого прибора при снижении потреблении газа.
Предохранительные устройства регуляторов. Указанные устройства устанавливают перед регулятором давления газа. Их мембранная головка через импульсную трубку соединена с газопроводом конечного давления. При увеличении или уменьшении рабочего давления газа сверх или ниже установленных норм предохранительно-запорные клапаны автоматически отсекают подачу газа на регулятор.
Предохранительно-сбросные устройства, применяемые в газорегуляторные пункты, обеспечивают сброс избыточного количества газа в случае неплотного закрытия предохранительно-запорного клапана или регулятора. Предохранительно-сбросные устройства устанавливают на отводящем патрубке газопровода (после регулятора) и входным штуцером подключают к отдельной свече. При повышении давлении газа сверх установленной нормы его излишки сбрасываются в свечу.
Величина допустимого повышения входного давления, на которое настраивают сбросное устройство, должна быть меньше, чем для предохранительно-запорного клапана.
Предохранительный запорный клапан. Наиболее распространенными из них являются предохранительные клапаны низкого (ПКН) и высокого (ПКВ) давления. Предохранительный запорный клапан ПКВ (рис. 82) имеет входной и выходной фланцы на корпусе. Внутри корпуса имеется седло, на которое сверху садится клапан с мягким уплотнителем.
Уравнительный клапан у ПКВ я встроен в корпус основного клапана, чем он и отличается от ПК старой конструкции. Чтобы поднять основной! клапан, сначала открываю уравнительный. Газ, поступая под основной клапан через уравнительный, выравнивает давление до и после основного клапана, который после этого легко поднимается.
Система рычагов соединяет основной клапан с расположенной в верхней части ПКВ чувствительной головкой, которая приводит в действие эти рычаги, закрывающие клапан. В результате клапан дополнительно прижимается давлением газа к седлу. Чувствительной частью головки является мембрана, на которую сверху давит груз, а снизу газ, поступающим по импульсной трубке со стороны низкого давления. Над мембраной расположена пружина, которая не действует на мембрану, находящуюся в нормальном среднем положении.
При поднятии вверх мембрана упирается в пружину. При дальнейшем ее подъеме пружина начинаете сжиматься, противодействуя движению мембраны. Сжатие пружины можно регулировать стаканом, расположенным в верхней части головки Шток мембраны соединен горизонтальным рычагом с молотком. Предохранительный запорный клапан действует следующим образом: повышение давления сверх допустимого в газопроводе (после регулятора) передается по импульсной трубке под мембрану ПКВ, которая поднимается вверх, преодолевая массу грузе и противодействие пружины. Горизонтальный рычаг, соединенный со штоком мембраны, приходит В движение и расцепляется с молотком. Молоток падает и ударяет по рычагу соединенному со штоком основного клапана, который при этом закрывается, перекрывая проход для газа.
Понижение давлении сверх допустимого в газопроводе (после регулятора) передается по импульсной трубке под мембрану, которая под действием груза начинает опускаться. При этом вновь нарушается сцепление горизонтального рычага с молотком. Молоток Падает, и основной клапан ПКВ закрывается. Предохранительный клапан низкого давления ПКН отличается от предохранительного клапана высокого давления ПКВ тем, что у него отсутствует опорное кольцо, ограничивающее рабочую поверхность мембраны. Кроме того, тарелка на мембране у ПКН имеет больший диаметр.
Сбросные предохранительные устройства. Повышение давления газа после регулятора опасно для газопровода и приборов, установленных на нем. Оно может несколько уменьшаться при работе сбросных предохранительных устройств. Сбросные предохранительные устройства в отличие от предохранительных запорных не перекрывают подачу газа, а лишь сбрасывают часть его в атмосферу, уменьшая давление газа в газопроводе за счет увеличения его расхода.
Различают гидравлические, рычажно-грузовые, пружинные и мембранно-пружинные предохранительные сбросные устройства. Гидравлический сбросной предохранитель (гидрозатвор) (рис. 83). Наиболее распространен при использовании газа низкого давления. Он отличается простотой и надежностью в работе.
Мембранно-пружинный сбросной клапан ПСК (рис. 84) В отличие от гидрозатвора он имеет меньшие размеры и может работать на низком и среднем давлении. Выпускают два типа спускных клапанов: ПСК-25 и ПСК-50, отличающихся один от другого только габаритами и пропускной способностью. Газ из газопровода после регулятора поступает на мембрану ПСК. ЕСЛИ давление газа сверху больше, чем давление пружины снизу, то мембрана отходит вниз, клапан открывается и газ выбрасывается в атмосферу. Как только давление газа станет меньше, чем усилие пружины, клапан закрывается. Регулировка степени сжатия пружины осуществляется винтом.
Фильтры (рис. 85). Существуют различные типы фильтров (сетчатый типа ФГ, волосяной, висциновый с кольцами Рашига) которые устанавливаются в зависимости от типа регулятора, диаметра газопровода и давления газа. Около регулятора РД устанавливают сетчатый фильтр типа ФГ, окаю РДС и РДУК-волосяной. На больших ГРП, а также на газопроводах высокого давления устанавливают висциновые фильтры с кольцами Рашига.
Наиболее широкое распространение в городском газоснабжении получил волосяной фильтр (см. рис. 85, а). Обойма кассеты с обеих сторон обтянута металлической сеткой, которая задерживает крупные частицы механических примесей. Более мелкая пыль оседает внутри кассеты ка спрессованом конском волосе, смачиваемом висциновым маслом. Кассета фильтр оказывает сопротивление потоку газа поэтому до и после фильтра возникает определенный перепад давления. Для замера его установлены манометры, по показаниям которых судят степени его засоренности. Повышение перепада давления газа в фильтре более 10 кПа (1000 мм вод. ст.) не допускается, так как это может вызвать унос волоса из кассеты. Чтобы уменьшить перепады давления, кассеты фильтра рекомендуется периодически очищать. Внутреннюю полость фильтра следует протирать тряпкой, смоченной в керосине. Очистку кассет производят вне здания ГРП.
На рис. 85, б показано устройство фильтра, предназначенного для ГРП. оборудованного регулятором РДУК. Фильтр состоит из сварного корпуса с присоединительными патрубками для входа и выхода газа, крышки и заглушки. Внутри корпуса имеется сетчатая кассета, набитая конским волосом или капроновой нитью. Внутри корпуса со стороны входа газа приварен металлический лист, защищающий сетку от прямого попадания твердых частиц. Твердые частицы, поступающие с газом, ударяясь в металлический лист, собираются в нижней части фильтра, откуда их периодически удаляют через люк. Оставшиеся в потоке газа твердые частицы фильтруются в кассете, которую по мере необходимости также можно прочитать. Для очистки и промывки кассеты верхняя крышка фильтра сделана съемной. Для замера перепада давления, который возникает при прохождении газа через фильтр, используют U-образные дифференциальные манометры, присоединяемые к специальным штуцерам до и после фильтра независимо от наличия фильтра в комплекте оборудования ГРП перед ротационными счетчиками устанавливают дополнительное фильтрующее устройство (см. рис. 85, в).
Контрольно-измерительные приборы (КИП). В газорегуляторные пункты для контроля за работой оборудования и замера расхода газа устанавливают следующие КИП: термометры для замера температуры газа, показывающие и регистрирующие (самопишущие) манометры для замера газа, приборы для регистрации перепада давлений на скоростных расходомерах (при необходимости), приборы учета потребления (расхода) газа (газовые счетчики или расходомеры).
Температуру газа замеряют для введения поправок при подсчете его расхода. Если расходомер находится после регулятора давления газа, то термометр устанавливают на участке газопровода между регулятором и приборами учета расхода газа. Контрольно-измерительные приборы следует располагать непосредственно у места замера или на специальном приборном щитке. Если КИП монтируют на приборном щитке, то для замера используют один прибор с переключателями для замера показаний в нескольких точках. Для замера расхода газа до 2000 м/ч при давлении до 0,1 МПа (I кгс/смг) применяют ротационные счетчики, а при больших расходах и давлении используют измерительные диафрагмы. Импульсные трубки от диафрагм подключают к вторичным приборам (кольцевым или поплавковым дифференциальным манометрам).
Место установки счетчиков и расходомеров выбирают с учетом возможности удобного снятия их показаний и проведении работ по их обслуживанию и ремонту без прекращения подачи газа. КИП к газопроводам присоединяют стальными трубами. Для сборки приборных щитков можно использовать трубки из цветного металла. При давлении газа до 0,1 МПа (1 кгс/см 2) применяют резиновые трубки длиной до 1 м и диаметром 8-20 мм. Импульсные трубки соединяют сваркой или резьбовыми муфтами. Контрольно-измерительные приборы с электрическим приводом, а также телефонные аппараты должны быть во взрывозащищенном исполнении. в противном случае их ставят в помещении, изолированном от ГРИ, или снаружи в запирающемся ящике.
Приборы для измерения потребления (расхода) газа. Указанные приборы устанавливаются в соответствии с "Правилами измерения расходов газа и жидкостей стандартными устройствами" РД50-213-80. Для учета потребления газа в ГРГ устанавливают счетчики газа и расходомеры, которые ведут учет газа в кубических метрах при рабочих условиях (давлении и температуре), а расчет с потребителями производится при стандартных условиях (давление 0.102 МПа; 760 мм рт. ст. и температура 20 °С). Поэтому показанное приборами количество газа приводится к стандартным условиям. В небольших средних по производительности ГРП нашли широкое применение объемные ротационные счетчики типа PC. В настоящее время указанные счетчики счетчика. Счетчик состоит из корпуса, двух профилированных роторов, коробки с шестернями, редуктора, счетного механизма и дифференциального манометра. Газ через входной патрубок поступает в рабочую камеру, где размешены роторы. Под действием давления протекающего газа роторы начинают вращаться. При этом между одним из них и стенкой камеры образуется замкнутое пространство, заполненное газом. Вращаясь, ротор выталкивает газ в газопровод, идущий к потребителю. Каждый поворот ротора передается через коробки с шестернями и редуктор счетному механизму. Счетчики установлены на вертикальных участках газопроводов так, чтобы поток газа направлялся через счетчик сверху вниз. При необходимости измерения больших количеств газа допускается параллельная установка счетчиков. Погрешность учета счетчика PC не превышает 23%.
Выпускаются счетчики следующих модификаций: PC-25; PC-40; РС-100; PC-250; PC-400; РС-600М и РС-1000. Цифры соответственно указывают номинальную пропускную способность счетчика в м 3 /ч. Для измерения потребления больших количеств газа применяют скоростные расходомеры. Их устанавливают на крупных ГРП и объектах. Расходомеры в зависимости от принятого метода измерения подразделяются на те, действие которых основано на дросселировании потока газа через сужающие устройства, устанавливаемые на газопроводах, и расходомеры, действие которых основано на определении потребления (расхода) по скоростному напору потока газа. Широкое распространение в газовом хозяйстве нашли расходомеры с сужающими устройствами в виде металлических диафрагм (шайб).
Газорегуляторные пункты устанавливаются вблизи жилых и промышленных помещений. В статье мы рассмотрим назначение, устройство и классификацию ГРП. Также приведем основные принципы установки пунктов и требования к их эксплуатации.
Расшифровка и типы ГРП
Газорегуляторный пункт (ГРП) - это комплекс, состоящий из технологического оборудования и механизмов для регулировки давления газа. Основная цель установки: снижение входного давления природного вещества и поддержание заданного уровня на выходе, вне зависимости от расходования.
Типы ГРП относительно места установки оборудования бывают:
- ГРПШ (газорегуляторные пункты шкафные) - для такого типа предусмотрено размещение соответствующего оборудования в специальном шкафу из несгораемых материалов;
- ГРУ (газорегуляторные установки) - для такого типа оборудование монтируется на раме и располагается в месте использования газа либо в другом месте;
- ПГБ (газорегуляторные блочные пункты) - при таком размещении оборудование монтируется в зданиях контейнерного типа, одном или нескольких;
- ГРП (расшифровка - стационарные газорегуляторные пункты) - при таком типе оборудование размещается в специализированных зданиях или отдельных помещениях, такое устройство не принимается как типовое изделие с полной заводской готовностью.
Классификация
ГРП можно классифицировать по нескольким параметрам. Например, по возможности понижения давления газа. Расшифровка ГРП рассмотрена ниже.
- Одноступенчатые газорегуляторные пункты. В таких системах давление газа с входного до рабочего регулируется в одну ступень.
- Многоступенчатые газорегуляторные пункты. В системах со слишком высоким давлением один регулятор может не справляться с функцией понижения. В этом случае регулировка происходит в несколько ступеней с помощью установки одного или более регуляторов.
По выходному давлению газа, которое обеспечивается ГРП (расшифровка: газорегуляторные пункты), различают установки, обеспечивающие одинаковое или разное давление.
Также ГРП могут быть с одним или двумя выходами. Исполнение устройства бывает левосторонним или правосторонним, в зависимости от места поступления газа.
Вход и выход летучего вещества может производиться с противоположных сторон ГРП, с одной стороны, быть вертикальным и горизонтальным.
Давление газа на выходе пункта может различаться, при этом ГРП классифицируют:
Линии редуцирования ГРП
Расшифровку ГРП уже приводили. Пункты могут быть тупиковыми или закольцованными. Такая схема применяется для надежности газоснабжения. Она заключается в объединении нескольких ГРП. Считается, что чем больше установок закольцовано, тем выше надежность системы. Тупиковой считается схема, когда нецелесообразно использование более одного ГРП для газоснабжения потребителя.
По технологическим схемам ГРП различают:
- Однониточные пункты. Они оборудованы одной линией редуцирования газа.
- Многониточные. Могут быть оборудованы двумя и более подключенными параллельно линиями редуцирования газа. Такое устройство используется при попытке достижения максимальной надежности и параметров производительности работы ГРП.
- С байпасом. Резервной линией редуцирования, которая используется во время ремонта основной линии.
Регуляторы в многониточных установках могут подключаться параллельно или последовательно.
ГРП укомплектовывается таким оборудованием:
- редуктор давления газа;
- фильтр газа;
- предохранительная арматура;
- запорная арматура;
- контрольно-измерительные приборы;
- блок ввода вещества для запаха газа;
- подогреватели газа.
На резервной линии устанавливаются два запорных устройства, между которыми монтируется манометр.
Однониточные пункты
Газорегуляторные пункты (расшифровка ГРП) с одной линией редуцирования газа состоят из: технологического оборудования и рамы, на которой оно размещается.
Принцип работы таких устройств:
- Газ проходит входное отверстие и поступает на фильтр. Тут происходит его очистка от вредных веществ и примесей.
- Затем газ подается в регулятор давления через предохранительно-запорный клапан, в котором происходит регулирование давления - понижение до необходимых параметров, а также поддержание величин на нужном уровне.
Если при прохождении регулятора давление не снижается до нормативных параметров, то предусмотрено срабатывание предохранительно-сбросного клапана или гидрозатвора.
Если сброс газа не произошел, то срабатывает предохранительно-запорный клапан и происходит прекращение подачи газа на РН-ГРП (расшифровка: параметр давления в начале открытия ПЗК) не более +0,02 Мпа - нормативно установленное значение срабатывания клапана (ГОСТ Р 53402-2009 п. 8.8.2.7).
В газорегуляторных установках могут быть применены регуляторы как прямого, так и непрямого действия.
При выборе ГРП с одной линией редуцирования обычно опираются на рабочие параметры регулятора: пропускная способность, давление на входе и выходе.
Многониточные пункты
Расшифровка аббревиатуры ГРП - газорегуляторные пункты, об этом уже было сказано, бывают с одной линией редуцирования, с двумя и более.
Регуляторы на линии сброса давления газа могут устанавливаться как параллельно, так и последовательно.
Принцип работы многониточной системы:
- Для подачи газа используется один источник.
- После входа газ распространяется по всем линиям ГРП.
- На выходе линии объединяются в один коллектор.
Многониточные системы более надежные, потому что при выходе из строя одной линии редуцирования ее функции могут выполняться остальными. Подобные действия выполняются и при необходимости технических работ: замены регулятора, очистки фильтра.
Схемы используются в основном на пунктах высокого давления, например, для снабжения потребителей промышленной сферы. Многониточные системы более дорогие по сравнению с однониточными аналогами, у них большие габариты.
ГРП с байпасной линией
Выше рассмотрено, как расшифровывается ГРП и каких видов бывает. В этом пункте будет представлен последний вариант организации газорегуляторного пункта - с байпасом.
Байпасом называется обводная, другое наименование - резервная, линия редуцирования природного газа. Она используется в момент ремонта основной.
Многониточные или однониточные схемы наделены байпасной линией. Она оснащается тем же оборудованием, что и рабочая, но не участвует в процессе снабжения газом, если основная линия исправна.