Меню Рубрики

Установки для поддержания давления газа

Современные конструкции регуляторов давления газа (по материалам доклада)

Газовая отрасль не случайно считается одной из самых консервативных, особенно при решении вопросов выбора поставщиков оборудования и применения новых технических решений. Слишком велика цена ошибок. Как минимум, это нарушение установленных режимов газоснабжения. А в ряде случаев эти «ошибки» приводят к серьезным авариям, связанным с большими материальными потерями, а иногда – с человеческими жертвами.
Для потребителей опасным является подача на вход газопотребляющего оборудования (ГПО) газа высокого давления, что может произойти, например, при отказе установленного в ГРП регулятора давления (по причине разрыва основной мембраны и несрабатывания предохранительно-запорного (ПЗК) и предохранительно-сбросного (ПСК) клапанов). Самые распространенные причины подобных отказов – применение некачественных комплектующих изделий и конструкционных материалов, а также нарушение технологии изготовления и контроля качества изготовленной продукции. [1, 2]

Новые технические решения, обеспечивающие повышение безопасности газоснабжения и комфортность работы ГПО, успешно реализованные в большинстве европейских стран, внедряются у нас крайне медленно, а их внедрение требует на начальном этапе значительных финансовых затрат. А с этим у нас, как известно, также имеются серьезные проблемы…
Кроме того, в зимнее время выход из строя газораспределительного пункта (ГРП) населенного пункта может менее чем за сутки привести к размораживанию систем отопления, а выход из строя ГРП завода ‒ привести к необратимому выходу из строя технологического оборудования.

Процесс внедрения современных систем газоснабжения и газораспределения и, соответственно, современных устройств, на которых строятся данные системы, идет и наше предприятие, имеющее 25-летний опыт работы в данной области, совместно с партнерами готово предложить полную линейку таких устройств, обеспечивающих надежное поддержание необходимых режимов газоснабжения для всех типов газопроводов:

  • высокого давления (например, на вводах в крупные ТЭЦ, металлургические комбинаты, крупным газораспределительным компаниям);
  • магистральных газопроводов среднего давления (в том числе, для обеспечения газоснабжения крупных и средних населенных пунктов)
  • индивидуальных газопроводов среднего и низкого давления (используемых, прежде всего, для подачи газа индивидуальным потребителям небольших населенных пунктов и коттеджных поселков).

Рассмотрим последовательно предлагаемые современные подходы для решения указанных задач. При этом сразу же оговоримся, что речь идет о газорегуляторном оборудовании, полностью адаптированном к российским условиям эксплуатации, сохраняющем работоспособность при экстремально низких температурах окружающей среды и газа: до минус 40 0 С и более, и в полной мере отвечающем критериям импортозамещения.

Итак, задача первая – редуцирование давления газа в газопроводах высокого давления.

Специалистам хорошо известно, что для этих целей на протяжении уже, как минимум, 30-40 лет применялись и применяются отечественные (еще советской разработки!) регуляторы давления газа РД-У и РД-М. [3]. Максимальный диаметр условного прохода указанных регуляторов DN составляет всего 100 мм, а коэффициент пропускной способности Kv не превышает 200 м 3 /ч. Для установки на газопроводы высокого давления больших диаметров применялись исключительно регуляторы давления импортного производства, прежде всего, таких известных зарубежных фирм как RMG, Tartarini и P.Fiorentini.
Несмотря на высокое качество изготовления и примененные в конструкции регуляторов передовые конструкторские решения, указанные регуляторы имеют высокую стоимость (в разы больше, чем у российских аналогов). Значительные проблемы вызывают и вопросы их сервисного обслуживания: стоимость и сроки поставки комплектующих не удовлетворяют современным требованиям. К сожалению, политическая ситуация последних лет, введенные Западом против России санкции и ослабление курса рубля только усугубляют данную ситуацию.
В этих условиях особое внимание приковывает к себе продукция, соответствующая лучшим мировым образцам, производство которой локализовано в России или странах ЕАС и полностью соответствует критериям импортозамещения.

Этим критериям полностью соответствуют регуляторы серии 500 (для газотранспортных систем промышленного назначения — модель HON 512), предназначенные для редуцирования и поддержания с высокой точностью давления в газопроводах высокого давления (рис. 1). Указанные регуляторы (ранее хорошо известные под аббревиатурой RMG) теперь изготавливаются в ООО «Эльстер Газэлектроника» (г. Арзамас Нижегородской области). [4] Они, благодаря выбору различных типов пилотов, отличаются большим диапазоном технических характеристик и дополнительных функций, к которым относятся:

  • Возможность дистанционной настройки уставки (при использовании системы автоматизации);
  • Пневмо-регулирование (пилоты серии HON 650);
  • Регулирование выходного давления и перепада давления, например, для защиты счетчиков газа;
  • Электро‒пневматическое регулирование для решения сложных задач автоматизации;
  • Высокая пропускная способность благодаря осевой конструкции регулятора;
  • Доступность версий со встроенным шумоглушением, а также с внешним шумопоглощающим патрубком.
Читайте также:  Установки личности понятие формирование основы работы

Задача вторая — редуцирование давления газа в магистральных и поселковых газопроводах среднего давления. Здесь до настоящего времени широко применяются разработанные также 30-40 лет назад, морально и технически устаревшие регуляторы давления РДБК, РДГ и даже РДУГ (возраст разработки последнего превышает полвека). Все эти регуляторы частично или полностью не соответствуют современным требованиям, причем, не только по точности поддержания выходного давления, но и по безопасности работы. Например, корпуса регуляторов РДБК изготовлены методом литья в землю из серого чугуна, применение которого в изделиях, работающих в опасных зонах и в широком диапазоне изменения температур запрещено. К недостаткам данных регуляторов следует также отнести значительную погрешность поддержания выходного давления, а также нестабильную работу при низких температурах газа и окружающего воздуха. Прежде всего, по причине нестабильного качества применяемых эластомеров — резин, из которых изготавливаются мембраны как самих регуляторов, так и входящих в их состав или эксплуатируемых совместно в составе ГРП клапанов ПЗК и ПСК. Это уже явилось причиной ряда серьезных аварий газораспределительных систем, из которых можно выделить аварию в ряде домов на Шелепихинской набережной в Москве (ноябрь 2014 г.), когда в результате резкого повышения давления газа в газопроводе низкого давления пострадало более 10 квартир.

Чтобы избежать подобных ситуаций впредь, рядом ведущих изготовителей были проведены специальные исследования материалов, доработки конструкции и промышленные испытания. По их результатам потребителям был предложен целый ряд регуляторов давления газа нового поколения в комплекте с встроенными или выносными ПЗК и ПСК.

Из них можно выделить регуляторы давления MR SF12 (DN = 25 и 50 мм, PN = 1,6 МПа) (рис. 2) и HON‒330 (DN = 25-100 мм, PN = 1,6 МПа), выпускаемые уже упомянутым ООО «Эльстер Газэлектроника» по лицензии компаний Elster GmbH и Honeywell (рис. 3), а также регуляторы-стабилизаторы газа серии РС (DN = 25-100 мм, PN = 0,6 МПа) производства СП «ТермоБрест» ООО (г. Брест, Белоруссия) (рис. 4) [4].

Рис. 3 Регулятор HON-330 Рис. 4 Регулятор РС-КЗС

Все указанные регуляторы гарантированно работоспособны при температурах до минус 40 0 С, выполнены из высококачественных материалов, проходят многоступенчатый контроль качества и полностью соответствуют современным требованиям. Они обладают высокой пропускной способностью (например, регулятор HON 330 ДУ100 (седло Ø100 мм) имеет пропускную способность в диапазоне от 2,6 до 32 тыс. нм 3 /ч при изменении входного давления в диапазоне изменения входного давления от 0,05 до 1,6 МПа), обеспечивают надежную и безопасную работу регуляторов во всем диапазоне температур, давлений и расходов газа, имеют повышенную пропускную способность, возможность плавной настройки в самых широких пределах, сохраняют работоспособность при минимальных перепадах входного и выходного давления, поддерживая предустановленное значение выходного давления с погрешностью не более 5%. При необходимости оснащаются дополнительной предохранительной мембраной и системой шумоглушения, обеспечивающей бесшумность работы регулятора.

Задача третья — редуцирование давления газа в индивидуальных газопроводах среднего давления. Современные схемы газораспределения при обеспечении газоснабжения, прежде всего, индивидуальных потребителей предусматривают подвод к домам среднего давления газа (до 0,6 МПа), с последующим его редуцированием до низкого индивидуальными регуляторами давления газа. Такая технология газоснабжения не только обеспечивает существенную экономию затрат на прокладку газовых магистралей, которые могут выполняться трубами существенно меньшего диаметра (например, DN 50 мм вместо DN = 150-200 мм), но и, главное, обеспечивает комфортную и безопасную работу газопотребляющего оборудования (ГПО) за счет поддержания стабильного давления на входе ГПО (как правило, составляющего 2 кПа или 200 мм вод. ст.).

При реализации данной схемы уходят в прошлое времена, когда при пиковых нагрузках на систему газоснабжения в домах, расположенных поблизости от поселкового ГРП, образно говоря, «подпрыгивают комфорки» из-за превышения давлением газа допустимых пределов, а в домах, наиболее удаленных от ГРП газовое пламя еле видно или даже газ тухнет из-за недостаточного давления газа. Со всеми возможными последствиями в виде утечек и взрыва несгоревшего газа.

Однако при этом используемые в данной схеме распределения регуляторы давления газа должны обеспечивать:

— максимально высокую надежность и безопасность работы: они устанавливаются тысячами и обслуживать их при недостаточно надежной работе практически невозможно. Единственный выход – обеспечение работы данных регуляторов по принципу «установил и «забыл»;
— сохранение устойчивой работоспособности при экстремально низких температурах газа и окружающего воздуха (до минус 40 0 С, а в некоторых регионах России и ниже);
— обеспечение приемлемой стоимости регуляторов: они покупаются преимущественно непосредственно населением и поэтому их стоимость должна быть «подъемной».

В настоящее время в данном сегменте рынке имеется целый ряд предложений от производителей как российского, так и импортного производства. Все они конструктивно схожи: имеют двухступенчатую систему редуцирования газа и оснащены встроенными ПСК и ПЗК. И тут на первый план выходят стабильность качества выпускаемого оборудования, адаптированность к отмеченным выше российским условиям эксплуатации, а также развитая сеть дистрибуции и центров сервисного обслуживания.
По совокупности обеспечения указанных требований, а также опыту эксплуатации, основанному в том числе на специальных исследованиях регуляторов в условиях экстремально низких температур к лидерам в данном направлении следует отнести регуляторы давления газа M2R, производимые ООО «Эльстер Газэлектроника» по лицензии фирмы ELSTER GmbH (Германия) (рис. 5) [4], а также регуляторы давления газа РС-КД производства СП «ТермоБрест» ООО (рис. 6) [5, 6]. Регуляторы имеют все необходимые сертификаты и разрешения на применение, включая сертификат Газсерт.

Рис. 5 Регулятор давления газа M2R Рис. 6 Бытовой регулятор давления газа РС-КД

Результаты специальных испытаний показали устойчивую корректную работу регуляторов указанных производителей во всем диапазоне температур, давлений и расходов природного газа и подтверждаются практикой их эксплуатации в самых тяжелых климатических условиях, а также на влажном газе. Последний фактор в принципе является нарушением со стороны поставщика газа, но, к сожалению, такие случаи еще встречаются. Тем более, что в соответствии с законами термодинамики, температура газа при редуцировании существенно понижается, что может привести к образованию конденсата и его замерзанию в условиях низких температур. В таких случаях СП «ТермоБрест» ООО рекомендует дополнительно предустанавливать на входе регулятора специально разработанный компактный фильтр ФН, конструктивно изготавливаемый как в прямом, так и в угловом исполнении, который, кроме непосредственно выполнения функции дополнительной очистки газа, также фактически является конденсатоотводчиком, для чего оборудован специальным отверстием для периодического слива конденсата из накопителя.

Регуляторы выпускаются с прямым (соосным), угловым и П-образным расположением входных и выходных штуцеров, что облегчает их встраивание в линию газоснабжения, делая шкафы, в которых они монтируются более компактными и дешевыми. В некоторых случаях регуляторы давления газа совмещают с установкой счетчиков газа (рис. 7).

Рис. 7 Варианты установки домовых регуляторов давления газа

Все представленная продукция сертифицирована на предмет соответствия стандартам ЕАС, а также в системе добровольного страхования Газсерт.

ООО «НПФ «РАСКО» — предприятие с 25-летним опытом поставок газорегуляторного и газоизмерительного оборудования – являясь генеральным дилером ООО «Эльстер Газэлектроника» и крупнейшим по объемам продаж дилером СП «ТермоБрест» ООО — принимает непосредственное участие в постоянном совершенствовании указанной продукции. Мы готовы не только предложить нашим клиентам новую линейку современных регуляторов давления газа для решения всех перечисленных выше задач, обеспечивающих надежную и безопасную работу систем газоснабжения и газораспределения, причем по оптимальным ценам и в минимальные сроки, но и, главное, являясь по своей сути инжиниринговым центром, подробно и квалифицированно проконсультировать потребителей, а также специалистов проектных и монтажных организаций по особенностям их подбора и применения.

Резюмируя изложенное, можно констатировать несомненный прогресс в развитии отечественного (в рамках ЕАС) производства современного газорегуляторного оборудования, позволяющего обеспечить надежное и безопасное газоснабжения на всех этапах: от передачи по магистральным газопроводам высокого давления, до подвода газа низкого давления в дома потребителей, с поддержанием с необходимо высокой точностью давления газа на входе в ГПО.

источник

Автоматические установки поддержания давления в современных системах отопления

Развитие крупных городов неизбежно ведет к необходимости строительства высотных многофункциональных офисно-торговых комплексов. Такие высотные здания предъявляют особые требования к системам отопления, в первую очередь — водяного.

Схема установки поддержания давления фирмы «Эдер»

Многолетний опыт проектирования и эксплуатации высотных зданий позволяет сформулировать следующий вывод: основой надежности и эффективности работы системы отопления в целом является соблюдение следующих технических требований:

  1. Постоянство давления теплоносителя во всех режимах эксплуатации.
  2. Постоянство химического состава теплоносителя.
  3. Отсутствие газов в свободном и растворенном виде.

Невыполнение хотя бы одного из этих требований приводит к повышенному износу теплотехнического оборудования (радиаторов, вентилей, термостатов, и т.д.) Кроме того, увеличивается расход тепловой энергии, и соответственно, возрастают материальные затраты. Обеспечить выполнение этих требований позволяют установки поддержания давления, автоматической подпитки и удаления газов, например фирмы «Эдер», основным поставщиком которой на российский рынок уже более 10 лет является «Герц Арматурен».

Оборудование «Эдер» состоит из отдельных модулей, обеспечивающих поддержание давления, подпитку и дегазацию теплоносителя. Модуль А поддержания давления теплоносителя состоит из расширительного бака 1, в котором находится эластичная камера 2, препятствующая контакту теплоносителя с воздухом и непосредственно со стенками бака, что выгодно отличает расширительные установки «Эдер» от расширителей мембранного типа, в которых стенки бака подвержены коррозии из-за контакта с водой.

При увеличении давления в системе, вызванным расширением воды при нагреве, открывается клапан 3, и избыток воды из системы поступает в расширительный бак. При охлаждении и соответственно уменьшении объема воды в системе срабатывает датчик давления 4, включающий насос 5, перекачивающий теплоноситель из бака в систему до тех пор, пока давление в системе не становится равным заданному.

Модуль подпитки B позволяет компенсировать потери теплоносителя в системе, возникающие в результате различного вида утечек. При уменьшении уровня воды в баке 1 и достижении заданного минимального значения открывается клапан 6 и в расширительный бак поступает вода из системы холодного водоснабжения. При достижении заданного пользователем уровня клапан отключается и подпитка прекращается.

При эксплуатации систем отопления в высотных зданиях наиболее остро стоит вопрос дегазации теплоносителя. Существующие воздухоотводчики позволяют избавиться от «завоздушенности» системы, но не решают проблему очистки воды от растворенных в ней газов, в первую очередь атомарного кислорода и водорода, вызывающих не только коррозию, но и при высоких скоростях и давлениях теплоносителя кавитацию, разрушающую устройства системы: насосы, вентили и фитинги.

При использовании современных алюминиевых радиаторов за счет химической реакции в воде образуется водород, накапливание которого способно привести к разрыву корпуса радиатора, со всеми вытекающими из него «последствиями» В модуле дегазации C фирмы «Эдер» используется физический способ непрерывного удаления растворенных газов за счет резкого снижения давления.

При кратковременном открытии клапана 9 в заданном объеме (прибл. 200 л) 8 в течение долей секунды давление воды, превышающее 5 бар, падает до атмосферного. При этом происходит резкое выделение растворенных в воде газов (эффект открывания бутылки шампанского). Смесь воды и пузырьков газа подается в расширительный бак 1. Подпитка бака дегазации 8 осуществляется из расширительного бака 1 уже очищенной от газа водой.

Постепенно весь объем теплоносителя в системе будет полностью очищен от примесей и газов. Чем выше статическая высота системы отопления, тем выше требования к дегазации и постоянству давления теплоносителя. Все эти модули управляются микропроцессорным блоком D, имеющим функции диагностики и возможность включения в состав автоматизированных систем диспетчеризации.

Применение установок «Эдер» не ограничивается высотными зданиями. Целесообразно их использование в сооружениях с разветвленной системой отопления (спортивные сооружения, супермаркеты и пр.). Компактные установки ЕАС, в которых расширительный бак объемом до 500 л сочленен со шкафом управления, успешно могут использоваться в качестве дополнения к автономным системам отопления в индивидуальном строительстве. Установки фирмы «Эдер», успешно работающие во всех высотных зданиях Германии, — это выбор в пользу современной инженерной системы отопления.

источник