Принцип работы пск. Предохранительные сбросные клапаны (ПСК)

Для сброса газа за регулятором в случае кратковременного повышения давления газа сверх установленного должны применяться предохранительные сбросные клапаны (ПСК). ПСК — это закрытая в эксплуатационном состоянии арматура; она открывается на короткий период времени, а после достижения давления в контролируемой точке номинального значения автоматически закрывается.

ПСК могут быть пружинные и мембранные. Пружинные ПСК должны быть снабжены устройством для их принудительного открытия и контрольной продувки с целью предотвращения прикипания, примерзания и прилипания золотника к седлу, а также для удаления твердых частиц, попавших между уплотнительными поверхностями.

ПСК подразделяются на полноподъемные и малоподъемные. У малоподъемных клапанов (типа ПСК) открытие затвора происходит постепенно, пропорционально увеличению давления в контролируемой точке газопровода. Полноподъемные клапаны (СППКР4Р-16) открываются полностью и резко, рывком, и так же резко, с ударом золотника о седло, закрываются при понижении давления. То есть, полноподъемный клапан имеет двухпозиционное положение: «закрыто» и «открыто».

При достижении максимально допустимого давления настройки затвор ПСК должен безотказно открываться до полного подъема, устойчиво работать в открытом положении. Затвор должен закрываться при понижении давления до номинального или ниже его на 5 % и обеспечивать герметичность. В случае запаздывания закрытия затвора давление газа в сети может значительно понизиться, что может привести к нарушению режима работы системы, а также выбросу в атмосферу относительно большого количества газа.

У малоподъемных ПСК при закрытии затвора после сброса необходимого количества газа трудно достигнуть герметичности затвора, так как для этого бывает необходимо приложить усилие большее, чем в режиме «закрыто».

Такие ПСК прекращают сброс газа только после уменьшения давления до 0,8-0,85 % рабочего давления, что приводит к постоянному или длительному сбросу газа в атмосферу. Главным преимуществом мембранных ПСК является наличие в их конструкции эластичной мембраны, выполняющей роль чувствительного элемента. Если в пружинных клапанах золотник выполняет функции и чувствительного элемента, и запорного органа, то в мембранных клапанах золотник выполняет только запорные функции. Мембрана позволяет увеличить чувствительность ПСК в целом и расширить область их использования, включая низкое давление газа. ПСК должны обеспечивать открытие при превышении установленного рабочего давления не более, чем на 15 %.

Выбор конструкции ПСК должен производиться в соответствии с пропускной способностью.

Количество газа, подлежащего сбросу ПСК, следует определять:

при наличии перед регулятором давления ПЗК по формуле Q≥0,0005Q d , где Q — количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа при t = 0 °C и Р бар = 0,10132 МПа, м 3 /ч; Q d — расчетная пропускная способность регулятора давления при t = 0 °C и Р бар = 0,10132 МПа, м 3 /ч;
при отсутствии перед регулятором давления ПЗК по формулам: для регуляторов давления с седельным затвором — Q≥0,01Q d , для регулирующих заслонок — Q≥0,02Q d .

Малоподъемные мембранные и пружинные ПСК имеют небольшую пропускную способность. Так, пропускная способность СППК4Р-50-16 (диаметр седла 30 мм) при рабочем давлении 0,125 МПа равна 830 м3/ч, а ПСК-50С/125 (диаметр седла 50 мм) — только 10 м3/ч. Это объясняется малой высотой подъема золотника. Пропускная способность клапанов ПСК-50 (КПС-50) с направляющими ребрами на низком давлении составляет: 0,5-3 м3/ч, на среднем — 7-20 м3/ч (при давлении во входном патрубке ПСК 1,15 давления настройки).

Пропускная способность ПСК-50 без направляющих ребер при тех же параметрах может приниматься вдвое большей.

В таблице (стр. 1245) приведены основные технические характеристики серийно выпускаемых ПСК. Кроме этих ПСК, сбросные клапаны могут являться также частью (составным элементом) комбинированных регуляторов давления газа.

ПСК-25 относится к приборам мембранного типа, отвечает за сброс газа в атмосферу при повышении давления.

Клапан предохранительный сбросной ПСК-25 относится к приборам мембранного типа, отвечает за сброс газа в атмосферу при повышении давления (в сети или резервуаре) сверх допустимого предела.

Клапан ПСК-25 устанавливается на газопроводах ГРП и ГРУ. Клапан оснащен устройством для принудительной продувки.

Вид климатического исполнения - У3 ГОСТ 15150-69.

Материал корпуса - алюминий АК 7ч.

Присоединение к трубопроводу - муфтовое по ГОСТ 6357.

Технические характеристики предохранительного сбросного клапана ПСК-25:

Устройство и принцип работы:

Алюминиевый корпус 1 (см. рисунок) выполнен в виде усеченного конуса с фланцем, седлом и двумя отверстиями с резьбой трубной цилиндрической 2 дюйма. Клапан 3 с резиновым уплотнением перекрывает седло. Клапан собран с мембраной 6, которая жестко закреплена между клапаном 3 и тарелкой 7, а также между корпусом 1 и крышкой 2.

Тарелка мембраны 7 и тарелка 8 регулировочного винта 5 зажимают пружину 4. Последняя опеределяет настройку клапана 3 на давление в заданных пределах. Усилия пружины изменяется перемещением нижней тарелки 8. Это перемещение обусловлено вращением регулировочного винта 5.

Из сети через входной патрубок корпуса газ попадает в надмембранную полость. При установившемся режиме контролируемое давление газа в заданных пределах уравновешивается настроенной пружиной. При этом клапан герметично закрыт.

Когда давление газа в сети (также и в надмембранной полости) превысит предел настройки, мембрана 6, преодолевая усилия пружины 4, опустится вместе с клапаном 3. Таким образом выход газа в атмосферу через выходной патрубок будет открыт.

Сброс газа происходит до тех пор, пока давления в сети не станет ниже установленного. Далее под действием пружины 4 клапан 3 закроется.

Предохранительные сбросные клапаны ПСК-25П-Н(В):
1 - корпус; 2 - крышка; 3 - клапан с направляющей; 4 - пружина; 5 - регулировочный винт; 6 - мембрана; 7 - тарелка; 8 - тарелка пружины

ПСК поддерживает давление газа на выходе из ГРП путем удаления некоторого количества газа в атмосферу, при повышении контролируемого давления на 15% от Р вых.

1-мембрана; 2-седло клапана; 3-пружина.

Выходное давление газа подается на мембрану клапана положение мембраны настроено пружиной. При повышении выходного давления газа мембрана прогибается вниз седло клапана опускается и газ сбрасывается в атмосферу.

21. Регуляторы давления газа. (Функции регулятора давления, классификация – по принципу действия, по конструкции дроссельного органа, по конструкции импульсных элементов, по величине давления – принципиальная схема автоматического регулирования газа, принципиальная схема РДУК). Выбор регулятора давления.

Регулятор давления газа прямого действия без усилителя.

Принципиальная схема автоматического регулирования газа:

1-подающий газопровод с давлением газа Р 1 ; 2-регулирующий клапан; 3-седло клапана; 4-мембрана; 5-выходной газопровод с давлением газа Р 2 ; 6-импульсная линия.

Назначение регулятора давления газа:

Снижение давления газа от входного до выходного расчетного;

Поддержание выходного давления газа в заданных пределах;

Восстановление выходного давления газа после возмущения наружного режима.

Регуляторы подразделяются по принципу действия на: - прямого действия; - не прямого действия. По конструкции дроссельного органа (с однодроссельными и двухдроссельными клапанами). По конструкции импульсных элементов разделяются на мембранные и поршневые. По величине регулируемого давления.

Расход газа в системе газоснабжения уменьшается следовательно увеличивается выходное давление Р 2 , импульс повышенного выходного давления поступает на мембрану, мембрана прогибается вниз, опускается клапан и прикрывается пропускное сечение регулятора давления. Давление на выходном газопроводе уменьшается.

Расход газа в системе газоснабжения увеличивается следовательно уменьшается выходное давление Р 2 , импульс пониженного выходного давления поступает на мембрану, мембрана прогибается верх, поднимается клапан и приоткрывается пропускное сечение регулятора давления. Давление на выходном газопроводе увеличивается.

Регулятор давления прямого действия.

Регулятор давления прямого действия – это устройство, у которого для перемещения регулирующего органа, используется энергия регулируемой среды. Регуляторы давления прямого действия делятся на: с усилителем; без усилителя. В качестве усилителя служит пилот.

РДУК – конструкция Казанцева.

1- корпус регулятора давления; 2-клапан регулятора давления; 3-мембрана регулятора давления; 4-корпус «пилота»; 5-клапан «пилота»; 6-пружина «пилота»; 7-мембрана «пилота».

Расход газа в системе газоснабжения увеличивается следовательно уменьшается выходное давление Р 2 , импульс пониженного выходного давления поступает на мембрану регулятора и мембрану «пилота», мембрана «пилота» прогибается вверх, поднимается клапан вверх и пропускное сечение «пилота» увеличивается. Давление Р 1 поступает в «пилот» и снижается до командного давления Р к. Р к увеличивается, импульс увеличенного давления Р к подается под мембрану регулятора. Мембрана регулятора прогибается вверх и клапан регулятора перемещается вверх. Пропускное сечение регулятора увеличивается, давление на выходе увеличивается.

Выбор регулятора давления.

Выбор производится по давлению газа, по температуре окружающей среды, по пропускной способности регулятора V р = 1.2V, м 3 /ч. Где V р - расчетная пропускная способность регулятора, м 3 /ч; V- расход газа на сеть, м 3 /ч.

Пропускная способность регулятора Q=1595 f k φ P 1 √1/ ρ г, м 3 /ч, где Q- пропускная способность регулятора, м 3 /ч. f- площадь сечения условного прохода входного фланца, см 2 по паспорту регулятора. k- коэффициент расхода отнесенный к площади входного фланца по паспорту. φ- коэффициент зависящий от отношения Р 2 к Р 1 и принимается по графику. Р 2 и Р 1 – абсолютное давление газа на входе и выходе из ГРП, МПа. ρ г – плотность газа, кг/м 3 . Vр = Q. Δ+10%- допустимая невязка.

Для сброса газа за регулятором в случае кратковременного повышения давления газа сверх установленного должны применяться предохранительные сбросные клапаны (ПСК).

ПСК - это закрытая в эксплуатационном состоянии арматура; она открывается на краткий период времени, а после достижения давления в контролируемой точке номинального значения автоматически закрывается.

ПСК подразделяются на полноподъемные и малоподъемные. У малоподъемных клапанов (типа ПСК) открытие затвора происходит постепенно, пропорционально увеличению давления в контролируемой точке газопровода. Полноподъемные клапаны (СППКР4Р-16) открываются полностью и резко, рывком, и так же резко, с ударом золотника о седло, закрываются при понижении давления. То есть полноподъемный клапан имеет двухпозиционное положение: закрыто и открыто.

При достижении максимально допустимого давления настройки затвор ПСК должен безотказно открываться до полного подъема, в открытом положении работать устойчиво. Затвор должен закрываться при понижении давления до номинального или ниже его на 5% и обеспечивать герметичность. В случае запаздывания закрытия затвора давление газа в сети может значительно понизиться, что может привести к нарушению режима работы системы, а также выбросу в атмосферу относительно большого количества газа.

У малоподъемных ПСК при закрытии затвора после сброса необходимого количества газа трудно достигнуть герметичности затвора, т. к. для этого бывает необходимо приложить усилие большее, чем в режиме «закрыто». Такие ПСК прекращают сброс газа только после уменьшения давления до 0,8–0,85 % рабочего давления, что приводит к постоянному или длительному сбросу газа в атмосферу. Главным преимуществом мембранных ПСК является наличие в их конструкции эластичной мембраны, выполняющей роль чувствительного элемента. Если в пружинных клапанах золотник выполняет функции и чувствительного элемента, и запорного органа, то в мембранных клапанах золотник выполняет только запорные функции. Мембрана позволяет увеличить чувствительность ПСК в целом и расширить область их использования, включая низкое давление газа. ПСК должны обеспечивать открытие при превышении установленного рабочего давления не более чем на 15%.

Выбор конструкции ПСК должен производиться в соответствии с пропускной способностью.

Количество газа, подлежащего сбросу ПСК, следует определять:

При наличии перед регулятором давления ПЗК по формуле Q≥0,0005Qd, где Q - количество газа, подлежащее сбросу ПСК в течение часа при t=0° C и Рбар=0,10132 МПа, м³/ч; Qd - расчетная пропускная способность регулятора давления при t=0° C и Рбар=0,10132 МПа, м³/ч;
при отсутствии перед регулятором давления ПЗК по формулам: для регуляторов давления с седельным затвором Q≥0,01Qd, для регулирующих заслонок Q≥0,02Qd.
Малоподъемные мембранные и пружинные ПСК имеют небольшую пропускную способность. Так, пропускная способность СППК4Р-50-16 (диаметр седла 30 мм) при рабочем давлении 0,125 МПа равна 830 м³/ч, а ПСК-50С/125 (диаметр седла 50 мм) - только 10 м³/ч. Это объясняется малой высотой подъема золотника. Пропускная способность клапанов ПСК-50 (КПС-50) с направляющими ребрами на низком давлении составляет: 0,5–3 м³/ч, на среднем - 7–20 м³/ч (при давлении во входном патрубке ПСК 1,15 давления настройки).

Пропускная способность ПСК-50 без направляющих ребер может при тех же параметрах приниматься вдвое большей. Кроме этих ПСК, сбросные клапаны могут являться также частью (составным элементом) комбинированных регуляторов давления газа.