Princip činnosti regulátorů tlaku – základy, konstrukce, princip činnosti a jeho vliv na různé systémy
Hydraulický provozní režim rozvodu plynu je řízen pomocí regulátorů tlaku*. Regulátor tlaku plynu (dále jen RD) je zařízení pro snižování (snižování) tlaku plynu a udržování výstupního tlaku ve stanovených mezích bez ohledu na změny vstupního tlaku a průtoku plynu, čehož se dosahuje automatickou změnou stupně otevření. regulátoru regulátoru, v důsledku čehož hydraulický tlak také automaticky mění odpor proti procházejícímu průtoku plynu. RD je kombinací následujících komponent:
D – snímač, který nepřetržitě sleduje aktuální hodnotu regulované veličiny a posílá signál do řídicího zařízení;
Z – nastavovací ukazatel, který generuje signál pro nastavenou hodnotu regulované veličiny (požadovaný výstupní tlak) a také jej přenáší do řídicího zařízení;
P je řídicí zařízení, které provádí algebraické sčítání aktuálních a nastavených hodnot regulované veličiny a vysílá povelový signál do akčního členu.
IM je akční člen, který převádí povelový signál na regulační akci a na odpovídající pohyb regulačního orgánu vlivem energie pracovního prostředí.
* Vzácnou výjimkou je případ zvýšení tlaku „po sobě“, který se provádí pomocí speciálních kompresorů – plynových posilovačů
V praxi v RD působí jako snímač řízený tlak nebo tzv. snímač. „impuls“, nastavená hodnota je pružina nebo pneumatická požadovaná hodnota (pilot) a ovládacím zařízením je membrána nebo elastická klapka. Pohon se skládá z dílů tělesa regulátoru s membránou (elastickým těsněním) jako oddělovače média a regulačního tělesa. Součásti regulátorů s pružinou a pneumatickým nastavovačem jsou na obr. 4.1
Rýže. 4.1:Pin — vstupní tlak; Pout – výstupní tlak; D – snímač; Z – mistr; RU – regulační zařízení; IM – akční člen; RO – regulační orgán; Pnapř. – kontrolní tlak
Vzhledem k tomu, že regulátor tlaku plynu je konstruován tak, aby v daném místě plynárenské sítě udržoval konstantní tlak, je nutné vždy uvažovat o automatickém řídicím systému jako o celku – „regulátor a předmět regulace (plynová síť) .“
Správný výběr regulátoru tlaku by měl zajistit stabilitu systému „regulátor – plynárenská síť“, tedy jeho schopnost vrátit se po odeznění poruchy do původního stavu.
Podle udržovaného tlaku (umístění kontrolovaného bodu v plynovodu) se RD dělí na regulátory „před“ a „po“. Při hydraulickém štěpení (GRU) se používají pouze regulátory „po sobě“.
Na základě regulačního zákona, který je základem provozu, jsou regulátory tlaku astatické (vypracování integrálního zákona regulace), statické (vypracování proporcionálního zákona regulace) a izodromické (vypracování proporcionálně-integrálního zákona regulace).
U statických RD je velikost změny regulační clony přímo úměrná změně průtoku plynu v síti a nepřímo úměrná změně výstupního tlaku. Příkladem regulátorů statického tlaku jsou regulátory s pružinovým regulátorem výstupního tlaku.
RD s integrálním zákonem regulace v případě změny průtoku plynu vytváří oscilační režim způsobený samotným regulačním procesem. Když se změní průtok plynu, rozdíl mezi počátečními a nastavenými hodnotami výstupního tlaku se zvětší, dokud množství plynu procházející regulátorem není menší než nový průtok a dosáhne maxima, když se tyto hodnoty vyrovnají. V tomto okamžiku je rychlost otevírání ovládacího otvoru maximální. Ale regulátor se tam nezastaví, ale pokračuje v otevírání otvoru, což umožňuje průchod více plynu, než je požadováno, a výstupní tlak se podle toho také zvyšuje. Výsledkem je řada oscilací kolem určité průměrné hodnoty, při které nikdy nebude dosaženo konstantního režimu (jako u statického regulátoru).
Představiteli astatických regulátorů jsou RD s pneumatickým regulátorem výstupního tlaku a za typický příklad takového procesu lze považovat netlumené vlastní oscilace (tzv. „valení“) určitých typů pilotních RD za určitých přechodných provozních podmínek.
Izodromický regulátor (s elastickou zpětnou vazbou) při odchylce regulovaného tlaku se ovládací prvek nejprve pohne o hodnotu úměrnou odchylce, ale pokud tlak nedosáhne nastavené hodnoty, pak se ovládací prvek bude pohybovat, dokud tlak nedosáhne nastavené hodnoty. Takový regulátor kombinuje přesnost integrálu a rychlost proporcionálního řízení. Zástupci izodromických pojezdových drah jsou tzv. “přímé” regulátory.
Konstrukce a princip činnosti regulátoru tlaku plynu
Regulátor tlaku plynu je zařízení určené k udržení dané úrovně tlaku plynu v plynovodu. Snižuje vstupní tlak plynu na požadovanou úroveň a udržuje jej stabilní bez ohledu na změny tlaku a průtoku vstupního plynu.
Mezi hlavní součásti regulátoru patří ventil, membrána a pružina. Ventil reguluje průtok plynu, membrána snímá tlak výstupního plynu a pružina nastavuje požadovaný tlak.
Na jaké typy regulátorů tlaku plynu se dělí?
Regulátory tlaku plynu jsou rozděleny do následujících typů:
• RDNK: Přímo působící regulátory tlaku s kompenzací.
• RDBK: Vyvážené regulátory tlaku s kompenzací.
• ARD 10, 25: Automatické regulátory tlaku určené pro provoz ve středotlakých sítích.
• RDUK: Regulátory tlaku řízené s kompenzací.
• RDSC 50: Regulátory tlaku s kompenzačním a pojistným ventilem.
• RD: Obecné označení pro regulátory tlaku.
Princip činnosti regulátoru tlaku plynu
Regulátor tlaku pracuje na základě rovnováhy sil mezi tlakem plynu a silou pružiny. Když výstupní tlak plynu překročí nastavenou hodnotu, membrána se • stáhne, což způsobí uzavření ventilu a snížení průtoku plynu. Pokud se tlak sníží, pružina se roztáhne, otevře ventil a zvýší průtok plynu.
Rozsah použití regulátorů tlaku plynu
Regulátory tlaku plynu nacházejí uplatnění v různých průmyslových odvětvích, jako je průmysl, veřejné služby a domácí použití. Používají se ke sledování tlaku plynu v plynovodech, lahvích na stlačený plyn a plynových spotřebičích.
Výhody regulátorů tlaku plynu
Mezi výhody použití regulátorů tlaku plynu patří:
• Udržování stabilního tlaku plynu.
• Zvýšení bezpečnosti používání plynových zařízení.
• Snížené riziko netěsností a nehod.
• Úspora plynu předcházením nadměrné spotřebě.
Známky vysokého tlaku plynu
Zvýšený tlak plynu se může projevit následujícími příznaky:
• Zvýšení rychlosti hoření plynu na hořáku.
• Změna barvy plamene z modré na žlutou nebo červenou.
• Zvuk plynu procházejícího potrubím.
• Přítomnost zápachu plynu.
Pokud jsou zjištěny známky zvýšeného tlaku plynu, je třeba okamžitě přijmout opatření k jeho odstranění a zajištění bezpečnosti.
Regulátory tlaku plynu RDNK
Přímé regulátory tlaku s kompenzací (RDNK) jsou zařízení, která automaticky udržují výstupní tlak plynu na konstantní úrovni bez ohledu na změny vstupního tlaku a průtoku plynu. Často se používají v domácích podmínkách a v malých průmyslových zařízeních.
Regulátory tlaku plynu RDBC
Vyvážené regulátory tlaku s kompenzací (RDBK) jsou navrženy pro provoz v podmínkách velkých tlakových ztrát a vysokých průtoků plynu. Díky své vyvážené konstrukci poskytují vysokou přesnost a stabilitu regulace tlaku.
Regulátory tlaku plynu ARD 10, 25
ARD 10 a ARD 25 jsou automatické regulátory tlaku určené pro středotlaké sítě. Vyznačují se vysokou spolehlivostí, odolností a schopností pracovat v širokém rozsahu teplot a tlaků.
Regulátor tlaku plynu RDUK
Regulátory tlaku řízené kompenzací (RPUC) jsou vysoce přesná zařízení navržená pro provoz ve složitých plynových systémech s proměnným průtokem plynu a výraznými poklesy tlaku. Často se používají ve velkých průmyslových zařízeních.
Regulátory RDSC 50
Regulátory tlaku s kompenzací a pojistným ventilem (RDSK 50) poskytují nejen přesnou regulaci tlaku plynu, ale díky vestavěnému pojistnému ventilu také dodatečnou ochranu před případnými havarijními situacemi.
Regulátory tlaku plynu RD
Regulátory tlaku (PR) jsou obecné označení pro různé typy regulátorů používaných k udržení tlaku plynu na určité úrovni. Lze je přizpůsobit různým provozním podmínkám a požadavkům na přesnost regulace.