Цель: овладеть методикой подбора оборудования газорегуляторного пункта по заданным параметрам газа

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

по

подбору оборудования газорегуляторного пункта

дисциплина «Газовые сети и установки»

Цель: овладеть методикой подбора оборудования газорегуляторного пункта по заданным параметрам газа.

Теоретическая часть

Газоснабжение потребителя (промышленного предприятия, группы жилых домов, котельной и т. д.) осуществляется через газорегуляторный пункт (ГРП), который направляет потребителю газ от распределительного газопровода.

Основное назначение ГРП – это снижение давления газа и поддержание его на необходимом для эксплуатации уровне независимо от изменения расхода газа. Одновременно производится очистка газа от механических примесей и осуществляется учет расхода газа.

ГРП для выполнения своих функций оборудуется следующими технологическими элементами: регулятором давления газа, предохранительными запорным и сбросным устройствами, фильтром, отключающими устройствами, контрольно-измерительными приборами.

В зависимости от значения расхода газа и пределов его изменения, давления газа на входе и выходе, плотности и влажности газа осуществляют подбор оборудования, из которого компонуется ГРП.

Расчетная часть

Исходными данными для осуществления подбора оборудования ГРП являются:

1) расход газа V, м³/ч;

2) избыточное давление газа до и после регулятора р₁ и р₂ соответственно, кгс/см²;

3) плотность газа ρ, кг/м³;

Подбор регулятора давления газа.

На выбор регулятора давления влияет перепад давления в дроссельном органе. При малых перепадах происходит докритическое истечение газа (р₂/р₁>0,5), а при определенном перепаде наступает критическое истечение газа ((р₂/р₁<0,5), когда скорость газа равна скорости звука в газовой среде.

Пропускная способность регуляторов давления газа РД-32М и РД-50М при условиях, отличных от указанных в паспортных данных (см. табл. 1) определяется [1]:

V_р. = (V_п./32) * Ö(Δр_р. * р₂ / ρ) при р₂/р₁>0,5 (1)

V_р. = 1,57 * V_п.*р₁Öρ при р₂/р₁<0,5 (2),

где V_р. – расчетная пропускная способность регулятора, м³/ч;

V_п. – паспортная пропускная способность регулятора, м³/ч;

Δр_р. = р₁ – р₂ – расчетный перепад давления, для которого определяется пропускная способность регулятора, кгс/м²;

р₁ и р₂ – абсолютные давления газа до и после регулятора, кгс/см²;

ρ – плотность газа, для которого рассчитывается регулятор, кг/м³.

Таблица 1. Пропускная способность регуляторов типа РД-32М и РД-50М, м³/ч [2].

Давление газа на входе р₁, кгс/см²	Диаметр седла клапана, мм
	для регулятора РД-32М			для регулятора РД-50М
	4	6	10	8	11	15	20	25
0,2	-	-	-	20	37	50	92	125
0,4	-	-	-	33	60	88	150	200
0,6	-	-	-	42	80	120	200	265
0,8	-	-	-	50	95	145	238	320
1,0	13	25	45	55	112	167	270	363
1,5	-	-	-	73	140	215	350	-
2,0	20	40	75	89	170	267	433	-
2,5	-	-	-	100	200	320	525	-
3,0	30	55	100	117	225	375	610	-
3,5	-	-	-	133	254	424	-	-
4,0	38	70	-	150	277	483	-	-
4,5	-	-	-	167	306	542	-	-
5,0	45	90	-	180	333	600	-	-
5,5	-	-	-	198	366	656	-	-
6,0	53	105	-	213	388	717	-	-
7,0	63	125	-	250	442	-	-	-
8,0	72	145	-	275	500	-	-	-
9,0	81	168	-	306	556	-	-	-
10,0	91	190	-	337	616	-	-	-
11,0	-	-	-	366	670	-	-	-
12,0	110	-	-	392	733	-	-	-
13,0	-	-	-	420	-	-	-	-
14,0	125	-	-	450	-	-	-	-
15,0	-	-	-	478	-	-	-	-
16,0	142	-	-	512	-	-	-	-

Пропускная способность регуляторов давления газа типа РДУК, м³/ч:

V = 159,5 * f * c * р₁ * φ *Ö(1/ρ) (3),

где f – площадь седла клапана, см² (см. табл. 2);

с – коэффициент расхода (см. табл. 2);

р₁ – абсолютное давление газа на входе в регулятор, кгс/см²;

φ – коэффициент, зависящий от отношения р₂/р₁ и определяемый по графику (см. рис. 1);

ρ – плотность газа, кг/м³.

Таблица 2. Площадь седла клапана и коэффициент расхода регуляторов типа РДУК

Параметры	РДУК 2-50	РДУК 2-100		РДУК 2-200
	Диаметр клапана, мм
	35	50	70	105	140
Площадь седла клапана f, см²	9,6	19,6	38,4	86,5	154,0
Коэффициент расхода с	0,60	0,42	0,40	0,49	0,40

Рисунок 1. График зависимости φ от р₂/р₁.

р₂/р₁

р₂/р₁

Расчетная пропускная способность достигается при полном подъеме клапана, однако для обеспечения надежного режима работы регулятора клапан должен подниматься не более, чем на 0,8 максимальной высоты своего подъема, поэтому V_р. = 0,8 * V_п.

Подбор газового фильтра

сводится к определению расчетных потерь давления в них, которые складываются из потерь в корпусе и на кассете фильтра.

Для сварных волосяных фильтров потери давления для заданного расхода газа, кгс/м²:

Δр = (Δр_{ф. кор.} + Δр_ф.
кас.) * (7/р) * (ρ/0,73) (4),

где Δр_{ф. кор.} и Δр_{ф. кас.} – потери давления в корпусе и на кассете фильтра соответственно, кгс/м², принимаются по графику (см. номограмма 1);

р – абсолютное давление газа перед фильтром, кгс/см²;

ρ – плотность газа, для которого подбирается фильтр, кг/м³.

Номограмма 1. Определение потерь давления газа в волосяных сварных фильтрах.

Данные для выполнения заданий

№ варианта	Расход газа V, м³/ч	Избыточное давление газа до регулятора р₁, кгс/см²	Избыточное давление газа после регулятора р₂, кгс/см²	Плотность газа ρ, кг/м³
1	50	0,4	0,03	0,79
2	70	0,4	0,03	0,78
3	100	0,6	0,03	0,76
4	150	0,8	0,03	0,75
5	200	1,0	0,03	0,74
6	250	1,5	0,03	0,73
7	300	2,0	0,03	0,79
8	350	3,0	0,03	0,78
9	400	4,0	0,03	0,77
10	450	4,5	0,03	0,76
11	500	5,0	0,03	0,79
12	550	6,0	0,03	0,79
13	600	7,0	0,03	0,75
14	650	10,0	0,03	0,78
15	700	10,0	0,03	0,79
16	1000	5,0	0,3	0,76
17	2000	6,0	0,5	0,79
18	3000	7,0	0,3	0,79
19	4000	8,0	0,4	0,76
20	5000	9,0	0,8	0,74
21	6000	10,0	0,7	0,79
22	7000	8,0	0,6	0,79
23	8000	9,0	1,0	0,79
24	9000	7,0	0,5	0,79
25	10000	8,0	0,4	0,76
26	5000	10,0	0,6	0,74
27	9000	7,0	0,4	0,74
28	7000	9,0	0,8	0,79
29	6000	5,0	0,5	0,79
30	8000	6,0	0,6	0,79
31	9000	7,0	0,7	0,76
32	10000	8,0	0,8	0,75
33	12000	9,0	0,9	0,79
34	15000	10,0	0,8	0,79
35	30000	11,0	0,7	0,76
36	25000	10,0	0,8	0,79

Примечание: расчет проводится для природного газа.

Пример выполнения задания

Подобрать оборудование для газорегуляторного пункта. Вариант №36.

1. Производим подбор регулятора давления газа.

Определяем соотношение давления до и после регулятора:

р₂/р₁ = 1,8 / 11,0 = 0,16

регулятор работает в критическом режиме.

Проверяем возможность применения регулятора типа РДУК 2-200 с диаметром седла клапана 105 мм.

Площадь седла клапана f = 86,5 см², коэффициент расхода с = 0,49 (см. табл. 2).

φ = 0,48 (см. рис. 1)

Для определения пропускной способности регулятора подставим в формулу № 3 найденные значения:

V = 159,5 * 86,5 * 0,49 * 0,48 * 11,0 = 35695 м³/ч

Полученная пропускная способность является максимальной, а номинальная, равная 80% от максимальной, составит:

35695 * 80% / 100% = 28556 м³/ч.

Полученная величина превышает величину требуемого расхода газа (28556>25000), значит регулятор подобран верно. Принимаем к установке регулятор типа РДУК 2-200/105

2. Производим подбор газового фильтра.

Проверяем возможность применения сварного волосяного фильтра Д_у=200 мм. Для этого на шкале для корпуса Д_у=200 (см. номограмма 1) откладываем расход газа 25000 м³/ч и по кривой потерь давления в корпусе определяем, что в корпусе фильтра теряется давление в 390 мм вод. ст. Затем тот же расход газа откладываем на шкале Д_у=200 для кассеты и по кривой для кассеты Д_у=200 определяем, что этому расходу соответствуют потери давления газа, равные 190 мм вод. ст.

Суммарные потери давления в фильтре (см. формулу № 4) составят:

Δр = (390 + 190) * (7/11) * (0,79/0,73) = 399 мм вод. ст.

Проверяем, правильно ли выбран фильтр: 399/1000 = 39.9%, потери на фильтре не превышают допустимых пределов, следовательно фильтр выбран верно.

Ответ: принимаем к установке регулятор давления газа типа РДУК 2-200/105 и сварной волосяной фильтр Д_у 200 мм.

Вывод: выполняя данную работу, я овладел методикой подбора оборудования газорегуляторного пункта по заданным параметрам газа.

Литература

1. Скафтымов Н. А. Основы газоснабжения. Недра. Л., 1975.

2. Руководящий материал по подбору и расчету регуляторов давления газа, предохранительных устройств, фильтров, расходомерных диафрагм и ГРП (ГРУ)/ РМ 1.9-78. ГИПРОНИИГАЗ. Саратов., 1978