Выбор оборудования газорегуляторных пунктов и установок.
Выбор оборудования ГРП и ГРУ начинается с определения типа регулятора давления газа. После выбора регулятора давления определяются типы предохранительно-запорных и предохранительно-сбросных клапанов. Далее подбирается фильтр для очистки газа, а затем запорная арматура и контрольно-измерительные приборы.
10.1 Выбор регулятора давления.
Регулятор давления должен обеспечивать пропуск через ГРП необходимого кол-во газа и поддерживать постоянное давление его независимо от расхода.
Расчётное уравнение для определения пропускной способности регулятора давления выбираются в зависимости от характера истечения газа через регулирующий орган.
При докритическом истечении, когда скорость газа при проходе через клапан регулятора не превышает скорость звука, расчётное уравнение записывается в виде
VР = 5260•K V•e•Ö DP•P1 / rО•T•Z
При сверх критическом давлении, когда скорость газа в клапане регулятора давления превышает скорость звука, расчётное уравнение имеет вид:
VР = 5260•K V•e КР•P1• Ö (DP / P1) КР/ rО•T•Z
В формулах:
K V- коэффициент пропускной способности регулятора давления;
e- коэффициент, учитывающий неточность исходной модели для уравнений;
e = 1 - 0,46•(DP / P1)
e КР = 1 - 0,46•(DP / P1) КР
DP -перепад давлений в линии регулирования, МПа:
DP = P1 - P2 - DP КР,(МПа),
где P1 - абсолютное давление газа перед ГРП или ГРУ, МПа;
P2 - абсолютное давление газа после ГРП или ГРУ, МПа;
P 1 = 0,15 + 0,1= 0,25(МПа),
P 2 = 0,005 + 0,1 = 0,105 (МПа),
DP - потери давлении газа в линии регулирования, обычно равные 0,007 МПа;
(DP / P1) КР = 0,5
e КР = 1 - 0,46 • 0,5= 0,77
rО = 0,73-плотность газа при нормальном давлении, кг/м3;
Т - абсолютная температура газа равная 283 К;
Z - коэффициент, учитывающий отклонение свойств газа от свойств идеального газа (при Р1 £ 1,2 МПа Z = 1).
Расчётный расход VР должен быть больше оптимального расхода газа через ГРП на 15,20%, то есть:
VР = (1,15 ¸ 1,2)•V ОПТ (м3/ч.),
VР = 1,2 • 1883,52= 2260,224(м3/ч.),
Определить режим истечения газа через клапан регулятора можно по соотношению
Р2 / Р1 =0,105 / 0,25= 0,42
Если Р2 / Р1³0,5 , то течение газа будет докритическим и поэтому следует применять уравнение первое.
Так как Р2 / Р1 < 0,5 , то течение газа будет сверхкритическим и поэтому следует применять уравнение второе.
Из вышеуказанных уравнений для определения типа регулятора определяем его коэффициент пропускной способности K V.
K V = V Р / [ 5260•e КР•P1• Ö ((DP / P1) КР/ rО•T•Z)]
K V =2260,224 / [ 5260 • 0,77 • 0,25 • Ö (0,5/ 0,73 • 283 • 1)]= 45,37
Определив K V по таблице 9.1 [ ] выбираем тип регулятора с K V ближайшим большим значением, чем получен по расчёту.
По расчёту получен K V = 45,37 Ближайший К V в таблице равен 50 и относится к регулятору РДУ-50. Следовательно, этот регулятор следует установить в ГРП.
10.2 Выбор предохранительно-запорного клапана.
Промышленность выпускает два типа ПЗК: ПКН и ПКВ. Первый следует применять в случаях, когда после ГРП или ГРУ поддерживается низкое давление, второй - среднее. Габариты и тип клапана определяются типом регулятора давления. ПЗК обычно выбирают с таким же условным диаметром, как и регулятор.
Определен тип регулятора РДУК-50. Этот регулятор имеет условный диаметр 50 мм. Следовательно, ПЗК будет или ПКН-50.
10.3 Выбор предохранительно-сбросного клапана.
Предохранительно-сбросной клапан подбирается по пропускной способности регулятора давления. Пропускная способность ПСК должна составлять не менее 10 % от пропускной способности регулятора давления или не менее пропускной способности наибольшего из клапанов. Выбираем ПСК-50Н/0,05.
10.4 Выбор фильтра.
Задачей фильтра в ГРП или ГРУ является отчистка от механических примесей. При этом фильтр должен пропускать весь газовый поток, не превышая допустимую потерю давления на себе в размере 10000 Па.
Промышленность выпускает два вида газовых фильтров: кассетные с литым корпусом типа ФВ-100 и ФВ-200; кассетные со сварным корпусом типа ФГ7-50-6; ФГ9-50-12; ФГ15-100-6; ФГ19-10-12; ФГ36-200-6; ФГ46-200-12; ФГ80-300-6; ФГ100-300-12.
Первый тип фильтров предназначен для небольших до 3800 м3/ч расходов газа. Второй тип фильтров предназначен для пропуска больших расходов газа. Число после ФГ означает пропускную способность фильтра в тысячах кубических метров в час.
Для подбора фильтра необходимо определить перепад давления газа на нем при расчетном расходе газа через ГРП или ГРУ.
Для фильтров этот перепад давления определяют по формуле:
DР = 0,1•DР ГР•( V Р / V ГР)2•r О / Р1(Па),
где DР ГР- паспортное значение перепада давления газа на фильтре, Па;
V ГР - паспортное значение пропускной способности фильтра, м3/ч;
r О- плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;
Р1 - абсолютное давление газа перед фильтром, МПа;
VР- расчетный расход газа через ГРП иди ГРУ, м3/ч.
DР ГР = 10000(Па),V ГР = 7000(м3/ч), r О = 0,73(кг/м3),
За исходный возьмем фильтр ФГ 7 - 50 - 6
DР =0,1 • 10000 • (2260,224 / 7000)2 • 0,73 / 0,25= 304,43(Па),
Перепад для фильтра ГРП не превышает допустимого значения 10000 Па , следовательно
выбран фильтр ФГ 7 - 50 - 6.
10.5 Выбор запорной арматуры.
Запорная арматура (задвижки, вентили, пробковые краны), применяются в ГРП и ГРУ должна быть рассчитана на газовую среду. Главными критериями при выборе запорной арматуры являются условный диаметр DУ и исполнительное давление РУ.
Задвижки применяются как с выдвижными, так и с не выдвижными шпинделем. Первые предпочтительней для надземной установки, вторые - для подземной.
Вентили применяют в тех случаях, когда повышенной потерей давления можно пренебречь, например, на импульсных линиях.
Пробковые краны имеют значительно меньшее гидравлическое сопротивление, чем вентили. Их различают по затяжке конической пробки на натяжные и сальниковые, а по методу присоединения к трубам - на муфтовые и фланцевые.
Материалом для изготовления запорной арматуры служат: углеродистая сталь, легированная сталь, серый и ковкий чугун, латунь и бронза.
Запорная арматура из серого чугуна применяется при рабочем давлении газа не более 0,6 МПа. Стальная, латунная и бронзовая при давлении до 1,6 МПа. Рабочая температура для чугунной и бронзовой арматуры должна быть не ниже -35 С, для стальной не менее -40 С.
На входе газа в ГРП следует применять стальную арматуру, или арматуру из ковкого чугуна. На выходе из ГРП при низком давлении можно применять арматуру из серого чугуна. Она дешевле стальной.
Условный диаметр задвижек в ГРП должен соответствовать диаметру газопроводов на входе и выходе газа. Условный диаметр вентилей и кранов на импульсных линиях ГРП или ГРУ рекомендуется выбирать равным 20 мм или 15 мм.