Регулираща арматура за газоснабдителни системи

Видове конструкции и изисквания към инсталацията

Развитието на газификационната мрежа в страната значително разшири пазара на предпазно-регулираща арматура за газопреносните и газоразпределителни съоръжения. Широкото разнообразие от видове, конструкции и типоразмери арматура определя необходимостта от познаване на спецификите им и изискванията при проектирането и инсталацията на съоръженията за пренос, съхранение, разпределение и доставка на природен газ.

Изискванията към проектирането и инсталацията на регулиращата арматура за газ са регламентирани в Наредба №6 на Министерството на регионалното развитие и благоустройството за технически правила и нормативи за проектиране, изграждане и ползване на обектите и съоръженията за пренос, съхранение, разпределение и доставка на природен газ. Според наредбата, спирателна арматура се предвижда на разпределителните газопроводи за осигуряване на безопасна и непрекъсната доставка на природен газ, както и за изключване на отделни дълги участъци от газопроводната мрежа с дължина, по-голяма от 100 m. На разпределителните газопроводи спирателна арматура се проектира и при пресичане на водни прегради с два и повече газопровода, а при един газопровод - когато широчината на водната преграда е по-голяма от 75 m и при пресичане на железопътни линии, автомагистрали и републикански пътища от I и II клас. Изключение правят случаите, когато е проектирана спирателна арматура на разстояние до 1000 m преди прехода по посоката на движение на природния газ - при еднопосочни газопроводи и до 1000 m от двете страни на прехода - при пръстеновидни газопроводи.

При определяне на местоположението на арматурите

върху разпределителните газопроводи се отчитат: необходимостта от конкретна спирателна арматура за експлоатация на газопровода, работното налягане, материалът, от който е изпълнен газопроводът, диаметърът на газопровода. За подземни газопроводи, спирателната арматура се монтира в шахти, които трябва да осигуряват защита срещу проникване на подземни води или като се предвиди отвеждането им, а материалите, от които са изградени шахтите да са трудногорими, влагоустойчиви и биоустойчиви. В шахтите се предвижда компенсиращо устройство, което осигурява монтаж и демонтаж на спирателната арматура. При надземни газопроводи, включително и при преминаването им по стени и други съоръжения, спирателната арматура се монтира в шкафове и ниши в стените и др. При монтаж на спирателна арматура по стените на сгради, е необходимо да се предвиди най-малкото хоризонтално разстояние между арматурата и отварящите се прозорци и врати да е: 0,5 m при газопроводи с налягане до 0,01 МРа включително; 1 m при газопроводи с налягане над 0,01 до 0,5 МРа включително; 5 m при газопроводи с p над 0,5 до 1,6 MPa. Също така, наредбата регламентира за спирателната арматура, монтирана на височина по-голяма от 2,2 m, да се проектира обслужваща площадка от негорими материали.

Основна цел при избора на арматура

е постигането на надеждно спиране и качествено управление на оптимална цена. В тази връзка е препоръчително да се избягва преоразмеряването, тъй като то води до по-голяма инвестиция и работа на устройството в режим извън номиналните стойности. Освен това не се постига по-висока експлоатационна надеждност, а може дори да се излезе извън границите на въздействие.

Сред основните видове предпазно-регулираща арматура за газоснабдителните системи, се нареждат спирателните кранове, шибрите, магнетвентилите, предпазните вентили и отсекателите.

Сферични, конусни и цилиндрични кранове

Крановете са предназначени за спиране притока на газ при обслужване или ремонт. В зависимост от вида и формата на затварящото устройство, крановете се определят като сферични, конусни и цилиндрични. В газопреносните мрежи, най-широко приложение намират крановете със сферичен и конусен затварящ елемент, като често се използват кранове с ръчно задвижване.

Поставят се на главни и на пилотни линии към горивни устройства. Основни предимства на крановете са високата херметичност, ниското хидравлично съпротивление и доброто бързодействие, които осигуряват. Тъй като газът не обтича уплътняващите повърхности, крановете се отличават с надеждна експлоатация. Ерозионните процеси по вътрешните повърхнини, характерни за шибрите и вентилите, не са характерни за крановете. Техен недостатък е неподходящата им за регулиране работна характеристика.

Обикновено материалите, от които се произвеждат крановете са месинг, чугун, пластмаса и стомана. Видът на връзките за присъединяване на крана зависят от условния му диаметър. Обикновено за кранове с условен диаметър по-малък или равен на 2", се използват резбови връзки с вътрешна резба или с холендър. За кранове с условен диаметър над 2", присъединителните връзки са фланци.

Друг вид спирателен орган са шибрите

чието основно предназначение е изключването на течението на газа. Сред предимствата им са малкото хидравлично съпротивление, възможността за регулиране на преминаващия през тях флуид и др. Спецификите на шибрите са свързани предимно с по-високата им цена, както и затрудненията при поправка на уплътнителните повърхнини. За газопреносните системи се препоръчва използването на чугунени шибри. Обикновено шибрите, характеризиращи се с големи условни диаметри (dу > 200 mm), често са с електрическо задвижване.

Магнетвентили, предпазни вентили и отсекатели

Многото варианти на конструктивни решения при вентилите, огромната им приложна област, използването им както за спиране на протичащия флуид, така и за регулирането му, ги причислява едновременно към спирателната и към регулиращата арматура. Като цяло, вентилите се характеризират с несложна конструкция, надеждна и сигурна работа, което обуславя и широкото им приложение в практиката, но основно за тръбопроводи с условен диаметър по-малък от 250 mm. Използването на вентилите при по-големи диаметри и налягания е затруднено, тъй като при тях вентилът вече е трудно управляем, поради нарастване на силата във въртенето. В газоснабдителните системи се използват предимно магнетвентилите, предпазните вентили и вентилите отсекатели.

Магнетвентили. Представляват двупозиционни автоматични вентили, т.е. затварящият им орган заема само две позиции - отворено или затворено. При затваряне на токовия кръг на бобината, седлото се издърпва под въздействието на електромагнитни сили, пропускайки гориво. Основното им предимство е бързата реакция. Времето, необходимо за отваряне или затваряне на вентила, обикновено е по-малко от 1 секунда. Това прави магнетвентилите много подходящи във функцията на предпазни затварящи вентили на пилотни линии.

Магнетвентили с мембрана. При магнетвентилите с мембрана в тялото, над седлото е вградена тежест с мембрана. Положението й се управлява от трипътен магнетвентил чрез едностранно или двустранно въздействие на налягането на газа. В зависимост от положението на клапана - долно или горно, магнетвентилът съответно затваря или отваря.

Предимствата на магнетвентилите с мембрана са сравнително бавното отваряне и бързо затваряне, което ги прави много подходящи за вграждане в атмосферни газови горелки, тъй като се постига плавно достигане на необходимата мощност. Отличават се с безшумна работа и сравнително дълъг експлоатационен живот.

Предпазен вентил. Предназначението на предпазните вентили е да предотвратяват повишаването на работното налягане, ако регулиращият орган на регулатора не затвори плътно при ограничаване на консумацията на газ. При нарастване на налягането с 10% над работното налягане рр, вентилът отваря и изпуска газ в атмосферата. Пропускателната им способност Vп.в се определя според производителността на регулатора Vрег. При липса на други предпазни средства в обслужваната мрежа, пропускателната способност на вентила следва да е по-голяма от производителността на регулатора за налягане pп.в = 1,1pр - Dpтр в Pa, където Dpтр в Ра е загубата на налягане в изхвърлящите тръби за дебит Vрег.

Вентил отсекател. Предназначението му е автоматично да изключи подаването на газ в мрежата при възникването на проблем в нея, като спадане на налягането под определен минимум или при повишаването му - р>1,2pp. Обикновено вентилите са с външно електрическо задвижване или с автономно задвижване (налягането на газа). При автономните вентили протичането на газ се прекъсва чрез лостов механизъм, който освобождава затварящия механизъм при нарастване на налягането.

По-голямо приложение намират електромагнитните вентили. При консуматори с голяма мощност, задължителните два отсекателя успешно се заместват от сдвоени магнетвентили. Сдвоените магнетвентили се отличават с много висока надеждност и гарантират необходимата голяма плътност на затваряне.

Използват се основно влакнести филтри

В газопреносните мрежи за пречистване на газа се използват предимно влакнести филтри. При тях филтърната касета е запълнена с влакна от изкуствени материали, обикновено от капрон. При нормални експлоатационни условия хидравличното съпротивление на филтъра е Dp=3-5 kPa. След замърсяване касетата се регенерира, като се почиства чрез изтръскване или измиване. Обикновено почистването се извършва при нарастване на налягането до 10 kPa. За контролиране на съпротивлението се използва диференциален манометър.