Подбор газорегуляторных пунктов и газорегуляторных установок

Для снижения давления газа поступающего в поселок из магистрального газопровода, проектируется головной газорегуляторный пункт.

С учетом планировки пгт. Рассвет, из условия оптимального расстояния действия ГРП 600-800 метров, в микрорайоне проектируются два сетевых газорегуляторных пункта, и два газорегуляторных установок.

В зависимости от величины давления газа на вводе в ГРП их разделяют на ГРП среднего давления с давлением газа до 0,3 МПа и ГРП высокого давленияс давлением газа более 0,3 до 1,2 МПа избыточных.

ГРП могут быть сетевыми,питающими городскую распределительную сеть низкого и среднего давлений, и объектовыми, подающими газ необходимого давления промышленным и коммунально-бытовым потребителям. ГРП следует размещать в отдельно стоящих зданиях или в шкафах. ГРП располагают в садах, скверах, внутри жилых кварталов, во дворах, на территории промышленных и коммунальных предприятий. ГРП, располагаемые в шкафах, устанавливают на отдельных несгораемых опорах. Шкафы следует располагать на высоте, удобной для обслуживания и ремонта. Расстояние от шкафа до окна или двери должно быть не менее 3 м при условии, что давление газа не более 0,3 МПа. Расстояние по вертикали от шкафа до оконных проемов должно быть не менее 5 м.

ГРП следует располагать в светлых и несгораемых одноэтажных помещениях с покрытиями, легко сбрасываемыми при действии взрывной волны с массой на 1 м² не более 120 кг. В случае применения трудно-сбрасываемых покрытий общая площадь оконных, дверных проемов и световых фонарей принимается не менее 500 см на 1 м³ внутреннего объема помещения. Двери помещений должны открываться наружу. Вопрос об отоплении ГРП решают в зависимости от климатических условий, влажности газа и конструкции применяемого оборудования. В отапливаемых помещениях ГРП температуру воздуха следует поддерживать не менее 5°С. Отопление может быть водяным, паровым или от индивидуальной отопительной установки. Здание ГРП оборудуют естественной вентиляцией, обеспечивающей трехкратный воздухообмен. Вытяжку осуществляют с помощью дефлектора, а приточный воздух поступает через жалюзийную решетку. Помещение ГРП должно иметь естественное освещение. Электрическое освещение ГРП может быть внутренним во взрывобезопасном исполнении или наружным в обычном исполнении (кососвет). Если расстояние от ГРП до ближайшего здания больше высоты этого здания, то ГРП оборудуют молниеотводами. При размещении ГРП в шкафу, его следует изготовлять из несгораемых материалов, а в нижней и верхней частях устраивать отверстия для вентиляции. На вводе газопровода в ГРП и на выводах из него должны быть установлены отключающие устройства на расстоянии не менее 5 и не более 100м. Оборудование сетевых газорегуляторных пунктов состоит из следующих основных узлов и элементов: узла регулирования давления газа с предохранительно-запорным клапаном и обводным газопроводом (байпасом), предохранительного сбросного клапана, комплекта контрольно-измерительных приборов, продувочных линий. В качестве отключающих устройств при диаметрах до 100 мм используют пробковые краны со смазкой (КСР), при больших диаметрах − клиновые стальные задвижки (3КЛ2). Для очистки газа на ГРП устанавливают волосяные или сетчатые фильтры.

Выходное давление из ГРП контролируют предохранительным запорным клапаном (ПЗК) и предохранительным сбросным клапаном (ПСК). ПЗК контролирует верхний и нижний предел, ПСК - только верхний. ПСК настраивают на меньшее давление, чем ПЗК, поэтому он срабатывает первым. Сброс газа в атмосферу следует осуществлять в том случае, если регулятор давления работает нормально, но при закрытии клапан не обеспечивает герметичности отключения (вследствие засорения клапана, износа и пр.). Если протечка через неплотно закрытый клапан будет превосходить потребление газа, то выходное давление будет расти. Для предотвращения роста давления избыток газа необходимо сбросить в атмосферу. Такие ситуации обычно бывают кратковременными (в ночное время), а количество сбрасываемого газа незначительным. Срабатывание клапана ПСК при указанных обстоятельствах предотвращает закрытие предохранительного клапана и нарушение нормального газоснабжения потребителей.

Если же отказал регулятор давления, клапан ПСК сработал, а давление в сетях продолжает расти, то такая ситуация является аварийной. В этом случае срабатывает клапан ПЗК, который перекроет газопровод перед регулятором и прекратит подачу газа потребителям. Клапан ПЗК сработает также при недопустимом снижении давления газа, которое может произойти при аварии на газопроводе. По устранении причин отключения газа его подача потребителям автоматически не возобновляется. Вновь пустить газ может только обслуживающий персонал, что предотвращает аварии и несчастные случаи при пуске газа.

Клапан ПСК настраивают на давление, превышающее регулируемое на 10%. При низком выходном давлении разность между давлениями настройки клапана и регулируемым давлением должна быть не менее 500 Па. Расчетную величину сброса газа через клапан ПСК при наличии в ГРП клапана ПЗК или при установке после ГРП у потребителей дополнительных регулирующих устройств принимают в 10% пропускной способности наибольшего из клапанов регуляторов системы регулирования в ГРП. В иных случаях величину сброса газа принимают не менее пропускной способности наибольшего из клапанов регуляторов ГРП за вычетом минимального потребления газа.

Импульсы для клапанов ПЗК, ПСК и регулятора давления следует отбирать из газопровода после ГРП в месте, где поток газа стабилизировался.

Для контроля конечного, среднего и высокого давления применяют предохранительные пружинные клапаны ППК-4-50-16. Контролируемое давление в них подают непосредственно под золотник, который к седлу клапана прижимается пружиной. Если сила давления на золотник окажется больше усилия пружины, то клапан откроется и сбросит газ. Клапаны ППК-4-50-16 настраивают на давление от 0,05 до 2,2 МПа.

Для продувки газопровода до ГРП, газопроводов и оборудования ГРП, а также сброса газа при ремонтах и замене оборудования ГРП предусматривают специальные продувочные газопроводы, которые выводят наружу в безопасные места для окружающих зданий и сооружений, но не менее чем на 1 м выше карниза здания ГРП. Таким же требованиям подчиняются и сбросные газопроводы (свечи) от ПСК. Продувочные газопроводы одного давления можно объединить в общую свечу. Диаметр свечи должен быть не менее 19 мм

Сетевые ГРП обычно подают газ в закольцованную распределительную сеть, поэтому точные границы зоны действия каждого ГРП практически установить невозможно. Кроме того, они изменяются в зависимости от режима потребления газа, поэтому потребители, расположенные на границах зон, могут получать газ в зависимости от режима то от одного, то от другого ГРП. В связи с этим каждый газорегуляторный пункт не имеет точно определенных потребителей, и, следовательно, нет смысла учитывать расход газа в каждом ГРП. Их не оборудуют узлами измерения расхода газа.

Однако, на сетевых ГРП, подающих газ в отдельный изолированный район, может оказаться целесообразной установка приборов для измерения расхода газа. Регулярный учет расхода газа позволит вести дальнейшее изучение режимов потребления, режимов газовых сетей, а также уточнять нормы потребления и коэффициенты неравномерности потребления газа.

Компоновка оборудования ГРП и ГРУ должна быть удобна для монтажа, ремонта и осмотра оборудования. Расстояние в свету между параллельными рядами оборудования следует принимать не менее 400 мм, а ширину основного прохода в помещение не менее 0,8 м. Прокладывать газопроводы в каналах пола не рекомендуется.

На основании приведенных ранее расчетов данные для подбора ГРП сведены в таблицу 17.

 

Таблица 17 − Исходные данные для подбора ГРП

Наименование ГРП	Избыточное давление газа перед ГРП (начальное), кПа	Избыточное давление газа после ГРП (конечное), кПа	Расчетный расход газа, м3/ч
ГРП-1
ГРП-2
Котельная ООО «Жилбытсервис»
Котельная транспортного цеха

 

Из условий пропускной способности ГРП, избыточного давления до и после регулятора давления к установке принимаем следующие газорегуляторные пункты:

– ГГРП – газорегуляторный пункт с регулятором давления РДУК-2В-100/50;

– ГРП №1 – шкафной газорегуляторный пункт с регулятором давления

РД-50М;

– ГРП №2 – шкафной газорегуляторный пункт с регулятором давления

РД-50М;

− Котельная ООО «Жилбытсервис» − газорегуляторная установка котельной с регулятором давления РД-50М;

− Котельная транспортного цеха − газорегуляторная установка котельной с регулятором давления РД-50М;

Компоновка сетевого газорегуляторного пункта с регуляторами давления РДУК 2/100, предназначенного для редуцирования давления газа с высокого до среднего или низкого давления – лист 4, 5 графической части.

Для бесперебойного снабжения потребителей газом при выходе из строя регулятора давления, замене, ремонте или осмотре оборудования узла регулирования предусматривают обводной газопровод (байпас). В указанных случаях регулирующую линию отключают, а газ подают по байпасу с ручным регулированием давления. Диаметр обводной линии должен обеспечить максимальный пропуск газа при минимальном входном давлении и нормальном выходном. У ГРП диаметр обводного газопровода принят равным большему стандартному диаметру, следующему после диаметра седла клапана. Для надежности и удобства ручного регулирования на байпасе устанавливают последовательно два отключающих устройства: кран. Освещение здания естественное (через окна) и искусственное (электрическое во взрывобезопасном исполнении). Здание отапливают от близрасположенных тепловых сетей котельной базы. Температуру в помещении поддерживают не ниже 5 °С и контролируют комнатным термометром. Вентиляция естественная, обеспечивает трехкратный обмен воздуха.

Для поглощения шума, возникающего при редуцировании давления газа, газопроводы покрывают специальной шумовиброизолирующей пастой или изолируют антикоррозионной битумно-резиновой изоляцией толщиной 20 мм. Участки газопровода, под которые устанавливают опоры, должны иметь прокладки из войлока, пропитанного битумом. Технологическую нитку редуцирования располагают на высоте 0,7 м от пола на опорах, которые устанавливают под газопроводом. Фильтр смонтирован на собственных опорах. Импульсные трубопроводы прокладывают на высоте не более 2 м под окнами и крепят к стенам при помощи крючков. При прохождении через стены трубы размещают в футлярах, а отверстия между футляром и стеной тщательно заделывают цементным раствором.

На импульсных и сбросных газопроводах располагают краны и вентили. Краны, установленные на импульсных линиях к предохранительным устройствам, должны быть запломбированы в открытом положении. Приборы для измерения и записи входного и выходного давления располагают на специальном щите, который устанавливают на опорах в помещении ГРП. Входное давление измеряют показывающим манометром ОБМ класса точности 1,5 и записывают самопишущим манометром МТС-710 ч.

Схема сетевого газорегуляторного пункта с регулятором давления РД-50М, предназначенного для редуцирования давления газа с высокого до среднего или низкого давления.

Для регулирования давления газа служит регулятор РДУК-2-100 с командным прибором КН-2. Шкафная установка предназначена для регулирования давления газа с высокого до среднего. В зависимости от климатических условий и влажности газа решают вопрос о применении шкафов с отоплением или без него. ГРП оборудуют предохранительными клапанами, сетчатым фильтром и обводной линией. Входное давление измеряют манометром. Для измерения выходного давления предусмотрен трехходовой кран с пробкой, к которому присоединяют манометр.

После подбора типовых газорегуляторных пунктов необходимо определить их пропускную способность и коэффициент загрузки регулятора, расчет проведен согласно методике изложенной - с.332-336 [6].

Регулятор давления РДУК-2В-100/50 стабильно работает с коэффициентом загрузки К_З =10¸80%, который определяется по формуле

 

,

(34)

 

где Q_P – расчетная пропускная способность регулятора, м³/ч;

Q _max – максимальная пропускная способность регулятора, м³/ч.

Максимальная пропускная способность регуляторов давления РДУК-2, м³/ч, определяется по формуле

 

,

(35)

 

где f – площадь седла клапана регулятора давления (за вычетом площади штока), см² [6, таблица 93];

j − коэффициент зависящий от отношения р ₂/ р ₁ и определяемый по графику [6, рисунок 145];

К – коэффициент расхода [6, таблица 93];

р ₁ – абсолютное давление газа на входе, кПа;

р ₂ – абсолютное давление газа на выходе, кПа;

r_Г – плотность газа, кг/м³.

Головной ГРП – регулятор РДУК-2В-100/50

Расчетный расход газа – 2152 м³/ч.

Избыточное давление газа до регулятора 500 кПа, абсолютное давление

газа на входе 601,3 кПа.

Избыточное давление газа после регулятора 280 кПа, абсолютное давление газа на выходе 381,3 кПа.

Площадь седла клапана регулятора давления – 19,6 см².

Коэффициент расхода – 0,42.

Плотность газа – 0,758 кг/м³.

При р ₂/ р ₁=381,3/601,3=0,63 j =0,5.

Максимальная пропускная способность регулятора давления РДУК-2В-100/50 рассчитывается по формуле (35) и составляет:

м³/ч

Коэффициент регулятора давления РДУК-2В-100/50 рассчитывается по формуле (34) и составляет:

%

Коэффициент регулятора давления РДУК-2В-100/50 лежит в желаемых пределах 10¸80%, регулятор будет работать стабильно. К установке принимаем газорегуляторный пункт с регулятором давления РДУК-2В-100/50

ГРП №1

Требуемая пропускная способность ГРП – 761 м³/ч.

Избыточное давление газа до регулятора 66 кПа, абсолютное давление газа на входе 167 кПа.

Избыточное давление газа после регулятора 5 кПа, абсолютное давление газа на выходе 106,3 кПа.

Плотность газа – 0,758 кг/м³.

При давлении газа до регулятора р ₁=167 кПа и Q =761 м³/ч, используя приложение В, к установке выбираем регулятор давления РД-50М, диаметром седла клапана 20 мм. Паспортная производительность регулятора Q_П =379 м³/ч (интерполяция).

Регуляторы давления РД-50М стабильно работают с коэффициентом загрузки К_З =10¸80%, который определяется по формуле

 

,

(36)

 

где Q – требуемая пропускная способность регулятора, м³/ч;

Q_Р − расчетная пропускная способность регулятора, м³/ч.

На выбор регулятора давления РД-50М влияет перепад давления в дроссельном органе. При малых перепадах происходит докритическое истечение газа (р ₂/ р ₁>0,5), а при определенном перепаде наступает критическое истечение газа (р ₂/ р ₁ <0,5), когда скорость газа равна скорости звука в газовой среде, где р ₁ – абсолютное давление газа на входе, кПа, р ₂ – абсолютное давление газа на выходе, кПа.

Расчетная пропускная способность регуляторов давления газа РД-50М, м³/ч, определяется по формулам

при (р ₂/ р ₁>0,5)

 

,

(37)

 

при (р ₂/ р ₁ <0,5)

 

,

(38)

 

При р ₂/ р ₁=106,3/167=0,635

м³/ч.

Коэффициент регулятора давления РД-50М составляет

=70,04%.

Коэффициент регулятора давления РД-50М лежит в желаемых пределах 10¸80%, регулятор будет работать стабильно.

ГРП №2

Требуемая пропускная способность ГРП – 763 м³/ч.

Избыточное давление газа до регулятора 117 кПа, абсолютное давление газа на входе 218 кПа.

Избыточное давление газа после регулятора 5 кПа, абсолютное давление газа на выходе 106,3 кПа.

Плотность газа – 0,758 кг/м³.

При давлении газа до регулятора р ₁=218 кПа и Q =763 м³/ч, используя приложение В к установке выбираем регулятор давления РД-50М, диаметром седла клапана 15 мм. Паспортная производительность регулятора Q_П =286 м³/ч (интерполяция).

При р ₂/ р ₁=106,3/218=0,488

=1123 м³/ч.

Коэффициент регулятора давления РД-50М составляет

=67,89%.

Коэффициент регулятора давления РД-50М лежит в желаемых пределах 10¸80%, регулятор будет работать стабильно.