Princip činnosti regulátorů tlaku – základy, konstrukce, princip činnosti a jeho vliv na různé systémy

Historicky v Rusku místa pro redukci plynu (GRP) nejčastěji používají jednosedlové regulátory s plochým kulatým ventilem, který má pryžové těsnění. Jejich hlavní výhodou je maximální těsnost ventilu, která zajišťuje bezpečnost spotřebitelů při zastavení průtoku. Regulátory mají těleso ventilového typu. Při pohybu ventilu vzhledem ke kulatému sedlu dochází ke změně množství procházejícího plynu a v důsledku toho ke změně výstupního tlaku.

Obr.1 Přímý průtokový regulátor RDP

Současně se stále více používají regulátory s přímým průtokem (pic.1), ve kterém je ventil stacionární a ke změně tlaku plynu za regulátorem dochází v důsledku pohybu tenkostěnného pouzdra. Takové regulátory se stejným jmenovitým průměrem poskytují větší průchodnost ve srovnání s běžnými regulátory s ventilovým pouzdrem, ve kterém musí proudění média při pohybu ze vstupního do výstupního potrubí dvakrát změnit směr. U regulátorů s přímým průtokem se plyn pohybuje přímočaře a pouze se ohýbá kolem překážky ve formě stacionárního ventilu. Samostatnou skupinu představují regulátory s elastickým těsněním (hadicí), u kterých je průtok plynu měněn elastickou manžetou pohybující se vůči stacionárnímu ventilu.

Typy regulátorů

Podle způsobu řízení jsou regulátory:

• přímé působení – když výstupní tlak plynu zajišťuje pohyb ventilu bez pomocných zařízení;

• nepřímé působení – kde se k ovládání ventilu používá pulzní mechanismus, běžně označovaný jako pilotní.

Obr. 2 Schéma přímočinného regulátoru

U přímočinných regulátorů je ventil ovládán membránou, na kterou působí na jedné straně pružina a na druhé plyn s výstupním tlakem (pic.2). Ventil je obvykle v rovnovážném stavu. Vzhledem k sedlu je nehybný. Projde jím přesně tolik plynu, kolik ho spotřebitelé odeberou. S klesajícím průtokem se zvyšuje výstupní tlak, a to i pod membránou. Při překonání odporu pružiny se zvedá. Ventil se přiblíží k sedlu, projde jím méně plynu a tlak klesne na původní hodnotu. S rostoucím průtokem a klesajícím výstupním tlakem se membrána působením pružiny snižuje a ventil se pohybuje směrem od sedla. Projde více plynu, tlak stoupne na původní hodnotu.

Pro nízkou propustnost se používají přímočinné regulátory. Pracovní membrána, potažmo hlavní ventil, je ovládán zátěžovou pružinou. Jeho schopnosti jsou omezené. Z tohoto důvodu mohou přímočinné regulátory měnit výstupní tlak v úzkých mezích. V tomto případě vede zvýšení průtoku k mírnému poklesu výstupního tlaku. Mezi přímo působící regulátory patří RDNK, RDGK, RDGB a další.

Při vysokých průtocích se používají nepřímo působící regulátory. V nich je pracovní membrána ovlivněna plynem procházejícím pilotem, což poskytuje mnohem větší síly k pohybu ventilu. Tyto regulátory poskytují široký rozsah regulace výstupního tlaku, obvykle 0,01 – 0,06 MPa a 0,06 – 0,6 MPa. Mezi nepřímo působící regulátory patří RDUK, RDBC, RDG, RDP a další.

Kombinované regulátory

Hlavním směrem vývoje redukčních ventilů je výroba regulátorů, které plní několik funkcí. V PRG se stále častěji používají kombinované regulátory, u kterých je regulátor a uzavírací ventil (SSV) sdruženy v jednom produktu. Výrobek může mít také vestavěný regulátor-monitor, pojistný ventil a filtr.

Domácí průmysl vyrábí širokou škálu takových regulátorů s různými kapacitami: RDNK, RDSC, RDU, RDGK, RDG a další. Naprostá většina nízkokapacitních přímočinných regulátorů je kombinovaná. Nejběžnější je RDNK-400M (pic.3). Jeho sériová výroba začala koncem 1990. let.

Obr.3 Kombinovaný regulátor RDNK-400

Regulátory s dvoustupňovou redukcí

Postupné snižování tlaku plynu se používá, když je nutné snížit vysoký tlak na nízký tlak. Řada regulátorů má dva stupně redukce: v prvním stupni je tlak snížen na střední, ve druhém – na výstup. Díky stabilnímu mezitlaku na vstupu druhého stupně zajišťuje dvoustupňová redukce vysokou přesnost udržování výstupního tlaku. Kromě toho výkon dvoustupňových regulátorů závisí jen málo na vstupním tlaku, protože na vstupu druhého stupně je vždy mezitlak. Mnoho výrobců vyrábí dvoustupňové regulátory: ELSTER Gaselecttronics LLC – M2R, EPO Signal LLC – VENIO-A (obr. 4) a další.

Obr.4 Dvoustupňový regulátor VENIO – A

Regulátory – monitory

PRG v posledních letech často používá schéma s hlavním regulátorem a záložním regulátorem-monitorem (regulátorem regulace), které jsou instalovány postupně na redukční lince. Monitor se používá jako bezpečnostní zařízení. Zajišťuje dodávku plynu spotřebitelům v případě poruchy hlavního regulátoru. Na rozdíl od klasického okruhu s uzavíracím ventilem se přívod plynu nezastaví.

Obr.5 Hlavní regulátor funguje

Když hlavní regulátor funguje správně, poskytuje požadovaný výstupní tlak (Obr. 5). V tomto případě regulátor monitoru sníží vstupní tlak na střední hodnotu. Často při normálním provozu hlavního regulátoru monitor vůbec nesnižuje tlak. Je otevřená, plyn prochází přímo.

Obr.6 Hlavní regulátor je vadný

V případě poruchy hlavního regulátoru, kdy jeho ventil nezajistí potřebnou redukci, se uvede do činnosti regulátor-monitor (pic.6), snižuje vstupní tlak na výstupní tlak. Dodávka plynu spotřebitelům se nezastaví.

Pro ochranu spotřebitelů před vysokým tlakem mohou výrobci na hlavní redukční vedení instalovat tři zařízení v sérii: bezpečnostní uzavírací ventil, monitorovací regulátor a hlavní regulátor. To porušuje koncepci zajištění nepřetržité dodávky plynu spotřebitelům, ale umožňuje zvýšit bezpečnost soustavy dodávek plynu. Klapka navíc poskytuje ochranu proti poklesu výstupního tlaku pod nastavené hodnoty.

Regulátor s monitorem

Regulátor s monitorem MFL-BP je zařízení skládající se ze dvou jednotek: samotného regulátoru a monitoru instalovaného před ním (obr. 7). Obě jednotky mají podobnou konstrukci, jejímž základem je membránová komora (membránový blok). Membrána rozděluje regulátor na dvě komory. Je připojen k uzávěru. Závěrka se pohybuje vzhledem k pevnému sedadlu.

Obr.7 Regulátor s monitorem značky MFL-BP

Jedna z komor je napojena na výstupní tlak (Pa), druhá na řídicí tlak (Pm), který nastavuje pilot a určuje výstupní tlak regulátoru. Při nedostatečném tlaku pružina regulátoru, působící na membránu, uzavře ventil. Pro otevření ventilu musí pilot nastavit řídicí tlak. Průchod plynu se otevře, když síla na membránu vytvořená řídicím tlakem bude větší než celková síla výstupního tlaku a pružiny regulátoru. V ustáleném stavu je průchod plynu nezměněn a ventil je nehybný. V tomto případě je síla vytvářená ovládacím tlakem rovna celkové síle výstupního tlaku a pružiny regulátoru a výstupní tlak regulátoru odpovídá nastavené hodnotě. Jakákoli změna průtoku způsobí změnu výstupního tlaku. Regulátor, ovládaný pilotem, se otevírá nebo zavírá, aby udržoval výstupní tlak konstantní při daném průtoku.

Monitor řídí výstupní tlak ve stejném bodě jako hlavní regulátor, ale je nastaven na výstupní tlak mírně vyšší než výstupní tlak hlavního regulátoru. Když hlavní regulátor funguje správně, je monitor v plně otevřené poloze, protože výstupní tlak je pod nastaveným bodem. Když selže hlavní regulátor, výstupní tlak se začne zvyšovat. Když dosáhne hodnoty nastavení monitoru, uvede se do provozu a zajistí snížení tlaku.

Autor článku: Vershilovič Vladislav Adamovich

— Místo výkonu práce — Gazprom Gas Distribution Nizhny Novgorod LLC

— Autor populárních knih a příruček o konstrukci a provozu plynových zařízení

Absolvujte kurzy průmyslové bezpečnosti
A získat certifikaci

Držitel autorských práv: Školicí středisko „Akademie zabezpečení“
Všechna práva k článkům a dalším informačním materiálům umístěným na tomto webu náleží jeho vlastníkovi a autorům těchto článků. Jakékoli použití materiálů, včetně přetisku (částečného nebo úplného), je povoleno pouze v případě, že je uvedeno autorství (ChEI DPO „Výcvikové centrum bezpečnostní akademie“) a je vytvořen přímý aktivní hypertextový odkaz na stránku ve tvaru: „zdroj: ab -dpo.ru“, jakož i při zachování všech aktivních hypertextových odkazů obsažených ve zveřejněných materiálech. Je nepřípustné používat e-mailové adresy umístěné na stránkách webu pro zadávání do databází a provádění nepovolených hromadných rozesílání SPAMů.

Další články sekce
OSTATNÍ ČLÁNKY ODDÍLU Průmyslová bezpečnost

Co je to kotel? Co je chladicí kapalina pro kotle a jaká je její hlavní hodnota? Tento článek začíná sérii o kotlích. Z ní se dozvíte, co je to kotel, co je chladicí kapalina pro kotle a jaká je její hlavní hodnota? Dále zde najdete informace o typech páry, vlastnostech použití vody jako chladicí kapaliny a také exotických chladicích kapalinách.

Kde se používají plynové pístové jednotky? Co je podstatou procesů kogenerace a trigenerace? Co jsou kogenerační zařízení a trigenerační komplexy, kde se používají? Jak funguje plynový pístový kogenerátor? Odpovědi na tyto otázky najdete v článku.

Článek pojednává o hlavních typech elektráren pracujících na plynové spalovací motory, včetně plynových turbín a plynových pístových motorů. Jsou diskutovány výhody plynových turbín a plynáren s kombinovaným cyklem a také možnosti využití mikroturbíny pro různé energetické úkoly.

© CHOU DPO „UC „Akademie bezpečnosti“
2013-2024

Regulátor tlaku nebo redukční ventil je zařízení určené ke stabilizaci a snížení tlaku v potrubí.

Regulátory tlaku chrání zařízení připojené k potrubí je neustále pod vlivem vysokého tlaku a umožňuje vám dosáhnout rovnoměrného a hladkého tlaku. Všechny tyto faktory mají pozitivní vliv na životnost systému a umožňují rovnoměrnou spotřebu pracovního média.

Regulátor tlaku poskytuje ochranu zařízení při rázech při změnách tlaku nebo vodních rázech. Co to znamená?

• Často dochází k vodnímu rázu při zapínání a vypínání čerpadla, které může poškodit potrubí nebo poškodit zařízení,
• Regulátory tlaku slouží také ke snížení vstupního tlaku – je to nutné pro správnou funkci zařízení, která nejsou určena pro vysoký tlak.

Podle principu činnosti jsou regulátory tlaku rozděleny do následujících typů:

• Přímo působící regulátory — při změně parametru vstupního tlaku se aktivuje uzavírací ventil a pod vlivem tlaku regulovaného média přemístí regulační těleso bez vnějšího zdroje energie,
• Automatické regulátory – citlivý prvek působí na regulační orgán pomocí vnějšího zdroje energie, kterým může být kapalina, plyn, vzduch nebo elektrický proud. To znamená, že u nepřímo působících regulátorů síla, která vzniká v citlivém prvku regulátoru při změně hodnoty tlakového parametru regulovaného média, aktivuje pomocné zařízení.

Přímo a nepřímo působící regulátory může být také kontinuální nebo diskontinuální. Rozdíl mezi kontinuálními a přerušovanými regulátory je v tom, že přerušované regulátory periodicky mění polohu regulačního ventilu. Kontinuální regulátory mění polohu regulačního ventilu plynule.

Dalším důležitým parametrem jsou regulátory „před“ a „po“.

Regulátory tlaku „směrem k vám“ automaticky regulují tlak v části potrubí a používají se v systémech ústředního vytápění k udržení tlaku ve vratném potrubí, v systémech dodávky paliva, ventilačních systémech a dalších.

Například přímočinné regulátory tlaku „směrem k vám“ KPSR RA-V od běloruského výrobce uzavíracích a regulačních ventilů KPSR Group LLC regulovat průtok kapalných a plynných médií k nim ve směru toku, toto nastavení je udržováno automaticky v důsledku změn v oblasti průtoku regulátoru; Když tlak v systému stoupne, regulátor se otevře o určitou hodnotu pro zvýšení průtoku tak, aby se tlak rovnal nastavenému při poklesu vstupního tlaku se ventil uzavře; K otevírání a zavírání není potřeba žádný zásah, protože ke změně průtokové plochy regulátoru dochází vlivem energie dopravovaného média.

Regulátory tlaku „po“ regulovat tlak na úseku potrubí, který je umístěn ve směru pohybu média za ovládacím zařízením. Používají se pro bezpečný provoz kotlů, bojlerů, praček, čerpacích stanic a plynojemů.

Například přímočinné regulátory tlaku „po sobě“ KPSR RA-A — používá se k normalizaci tlaku a zajištění jeho specifikované úrovně na výstupu z ventilu změnou jeho průtokové plochy. Pokud tlak kapaliny za regulátorem překročí požadovanou hodnotu, ventil sníží průtok a tím jej vrátí do normálu, pokud se tlak sníží oproti nastavené standardní hodnotě, ventil se otevře. Princip činnosti je také velmi jednoduchý – stačí regulovat energii pracovního média, které ventil ovládá.

Hlavní vlastnosti regulátorů tlaku KPSR RA:

• Jmenovitý průměr – 15-200 mm,
• Jmenovitý tlak – až 4 MPa (40 Bar),
• Teplota pracovního prostředí – do 220°C.

PC Dalenergooborudovanie je oficiálním prodejcem běloruského výrobce uzavíracích a regulačních ventilů CPSR Group na Dálném východě.