Основное назначение газорегуляторных пунктов (ГРП) и установок (ГРУ) - снижение входного давления газа (дросселирование) до заданного выходного и поддержание последнего в контролируемой точке газопровода постоянным (в заданных пределах) независимо от изменения входного давления и расхода газа потребителями. Кроме этого, в ГРП (ГРУ) производятся: очистка газа от механических примесей, контроль за входным и выходным давлением и температурой газа, учет расхода (если отсутствует специально выделенный пункт измерения расхода), предохранение от возможного повышения или понижения давления газа в контролируемой точке газопровода сверх допустимых пределов. Наличие в системе газоснабжения постоянного давления (в заранее заданном диапазоне его колебания) является одним из важнейших условий безопасной и надежной работы этой системы и подключенных к ней газопотребляющих объектов и агрегатов.

ГРП и ГРУ оснащаются практически одним и тем же оборудованием и отличаются друг от друга в основном своим расположением.

ГРУ монтируют непосредственно в помещениях, где расположены агрегаты, использующие газовое топливо (цеха, котельные и т.п.).

ГРП размещают в зависимости от назначения и технической целесообразности: в отдельно стоящих зданиях; в пристройках к зданиям; на несгораемом покрытии промышленного здания, в котором расположены потребители газа; в шкафах, устанавливаемых на несгораемой стене снаружи газифицируемого здания, на отдельно стоящей несгораемой опоре или (при наличии опорных стоек) на бетонном фундаменте.

Схема ГРП с регулятором РДУК2

Рассмотрим схему ГРП с регулятором РДУК2 на рисунке 1:

1 - ввод; 2 - запорное устройство; 3 - кран; 4 - кран; 5 - фильтр; 6 - пзк; 7 - регулятор давления; 8 - регулятор давления с пилотом; 9 - запорное устройство; 10 - поворотное колено; 11 - задвижка; 12 - импульсный трубопровод; 13 - вывод; 14 - запорное устройство; 15 - запорное устройство; 16 - штуцер; 17 - псу; 18 - сбросной трубопровод; 19 - задвижка; 20 - счетчик; 21 - задвижка; 22 - фильтр ревизия; 23 - технический термометр; 24 - самопишущий термометр; 25 - самопишущий манометр; 26 - манометр; 27 - второе запорное устройство; 28 - манометр; 29 - кран; 30 - запорное устройство; 31 - сбросной трубопровод; 32 - штуцер; 33 - манометр; 34 - самопишущий манометр; 35 - дифманометр.

Рисунок 1 - Схема ГРП (ГРУ) с регулятором РДУК2 и измерением расхода газа ротационным счетчиками.

Рассмотрим схему рисунок 1 одноступенчатого ГРП (ГРУ), имеющего одну технологическую линию с учетом расхода газа двумя ротационными счетчиками и оборудованного регулятором давления РДУК2. Общие запорные устройства установлены вне ГРП на вводе 1 и выводе 13 (показаны штрихами). Для продувки газопроводов, расположенных до 240.

В ГРП, служит сбросной трубопровод 31, который соединяют с основным газопроводом в точке Б или А в зависимости от конструктивных особенностей ГРП. В первом варианте для продувки открывают первое по ходу газа запорное устройство 30 на байпасе и кран 29 на отводе к сбросному трубопроводу, во втором варианте - только кран 29. Штуцер 32 служит для отбора пробы при контроле окончания продувки. На байпасе имеется второе запорное устройство 27 и манометр 28. Манометр 33 предназначен для измерения входного давления, а для его регистрации самопишущий манометр 34. Для включения и отключения основного оборудования: фильтра 5, ПЗК 6 и регулятора давления 7 - служат запорные устройства 2 и 9. Участок газопровода между задвижкой 2 и фильтром 5 соединен отводом с краном 3 со сбросным трубопроводом 31. Это позволяет снизить давление газа в технологической линии при закрытых запорных устройствах 2 и 9 до атмосферного, что необходимо осуществить до начала чистки фильтра и ремонта ПЗК и регулятора. При входном давлении до 3 кгс/см2 и диаметре технологической линии Dy^L100 мм допустимо не предусматривать сброс газа из этого участка. Перепад давления на сетке или кассете фильтра определяют с помощью дифманометра 35, на импульсных трубках которых имеются краны 4. Если давление на входе не превышает 2,5 кгс/см2, то возможно применение вместо дифманометра показывающего манометра с ценой деления не более 0,05 кгс/см2. Самопишущие термометр 24 и манометр 25 регистрируют температуру и давление газа до счетчиков, что позволяет вводить соответствующие поправки к показаниям последних. Кроме самопишущего предусматривается обычно также установка технического термометра 23, нижняя часть которого располагается в специальной полости газопровода рядом, с датчиком самопишущего термометра. Если расход газа потребителем невелик и для его измерения в ГРУ используется один ротационный счетчик, то зачастую используют только технический термометр, нижнюю часть которого вводят в отверстие, имеющееся в верхней крышке фильтра-ревизии 22, используя соответствующее уплотнение или приваривая к ней гильзу. Импульсный трубопровод 12 подключают к выходному газопроводу в точке Г. От него предусматривают отводы с кранами к показывающему манометру 26, а также к ПЗК и регулятору давления с пилотом 8. К нему же может быть подсоединен подводящий трубопровод к ПСУ 17 с запорным устройством 15, нормально опломбированным в закрытом состоянии. Штуцер 16 предназначен для настройки ПСУ, а для стравливания газа в атмосферу через ПСУ - сбросной трубопровод 18. Отключение и включение счетчиков 20 производят задвижками 21. При необходимости работы без счетчиков (ревизия, ремонт) открывают задвижку 19, которая нормально должна быть опломбирована в закрытом положении. Перед счетчиком устанавливают фильтр-ревизию 22, а после него поворотное колено 10.

Элементы ГРП и ГРУ

В соответствии с назначением в ГРП и ГРУ входят следующие элементы:

1) Регулятор давления (РД), понижающий давление газа и поддерживающий его в контролируемой точке на заданном уровне независимо от расхода газа и изменения в определенных пределах входного давления.

2) Предохранительный запорный клапан (ПЗК), прекращающий подачу газа при повышении или понижении его давления после регулятора сверх заданных пределов. На промышленных предприятиях, где по условиям производства не допускается перерыв в подаче газа (например, электростанциях), ПЗК не устанавливают, а для предупреждения аварий предусматривают сигнализацию о повышении или понижении давления газа сверх установленных пределов.

3) Предохранительное сбросное устройство (ПСУ), сбрасывающее излишки газа из газопровода после регулятора, с тем чтобы давление газа в контролируемой точке не превысило заданного.

4) Фильтр для очистки газа от механических примесей. Установка фильтра не обязательна в ГРУ, к которой газ поступает через ГРП ил централизованный пункт очистки газа предприятия и расстояние, от которой до ГРП или пункта очистки не превышает 1000 м.

5) Контрольно-измерительные приборы (КИП) для измерения: давления газа до и после регулятора, а также на обводном газопроводе - манометры показывающие (при необходимости самопишущие); перепада давления на фильтре

6) дифманометр; учета расхода газа в ГРП или ГРУ (при необходимости) - расходомеры; температуры газа перед расходомером - термометры показывающий и самопишущий.

7) Импульсные трубопроводы для соединения регулятора, ПЗК, ПСУ и КИП с теми точками на газопроводах, в которых контролируется давление и температура газа.

8) Сбросные трубопроводы для стравливания газа в атмосферу от ПСУ, продувочных линий и т.п.

9) Запорные устройства для включения и отключения регулирующего и предохранительного оборудования, а также КИП. Число и расположение запорных устройств должны обеспечить возможность отключения основного оборудования и необходимых КИП для ревизии и ремонта ГРП (ГРУ) без прекращения подачи газа к потребителям.

10) Обводный газопровод (байпас) с двумя запорными устройствами для снабжения газом через него потребителей на время ревизии и ремонта, а также аварийного состояния оборудования, смонтированного на основной технологической линии. В шкафном ГРП устройство байпаса не обязательно.

В зависимости от давления газа на вводе ГРП и ГРУ подразделяют на:

ГРП и ГРУ среднего давления (более 0,05 до 3 кгс/см2);

ГРП и ГРУ высокого давления (более 3 до 12 кгс/см2).

Назначение, технологические схемы и основное оборудование газорегуляторных пунктов (ГРП и ШРП).

Газорегуляторные пункты сооружают на территории городов, населенных пунктов, промышленных и коммунальных предприятий, а газорегуляторные установки размещают внутри газифицируемых зданий. В зависимости от величины давления газа на вводе в ГРП и ГРУ последние разделяют на ГРП и ГРУ среднего давления с давлением газа до 0,3 МПа и ГРП и ГРУ высокого давления с давлением газа более 0,3 до 1,2 МПа избыточных.

ГРП могут быть сетевыми, питающими городскую распределительную сеть низкого и среднего давлений, и объектовыми, подающими газ необходимого давления промышленным и коммунально-бытовым потребителям. ГРП следует размещать в отдельно стоящих зданиях или в шкафах. Газорегуляторные яункты коммунальных предприятий и отдельно стоящих отопительных котельных с давлением до 0,6 МПа разрешается размещать в пристройках к зданиям, в которых расположены газовые установки.

На промышленных предприятиях допускают размещение ГРП с давлением до 0,6 МПа в пристройках к огнестойким зданиям. ГРП с давлением более 0,6 до 1,2 МПа можно размещать в пристройках к цехам, в которых используют газ с давлением более 0,6 МПа. Отдельно стоящие ГРП располагают в садах, скверах, внутри жилых кварталов, во дворах, на территории промышленных и коммунальных предприятий на расстояниях от зданий и сооружений, не менее указанных в табл. 8.1. (10 и 15 м)

Оборудование сетевых газорегуляторных пунктов состоит из следующих основных узлов и элементов: узла регулирования давления газа с предохранительно-запорным клапаном и обводным газопроводом (байпасом), предохранительного сбросного клапана, комплекта контрольно-измерительных приборов, продувочных линий.

Рис. Х.18. Схема ГРП с регулятором давления РДУК2-100, имеющим командный прибор КН2-00

1 - задвижка; 2- газовый фильтр; 3 - предохранительный запорный клапан; 4, 5 - регулятор давления типа РДУК2-100 с командным прибором; 6 - обводной газопровод; 7 - сбросной трубопровод от командного прибора в газопровод конечного давления; 8 - измерительная диафрагма; 9 - линзовый компенсатор; 10 - расходомер; 11 - регистрирующие манометры; 12 - показывающие манометры; 13 - импульсный трубопровод конечного давления; 14 - трубопровод для подачи газа начального давления к командному прибору; 15 - продувочный (выхлопной) трубопровод; 16 - штуцер с пробкой; 17 - трубопровод; 18 - технический термометр; 19 - дифманометр; 20-перемычка для настройки регулятора; 21 - предохранительный выхлопной пружинный клапан; 22 - перемычка для настройки предохранительного запорного клапана; 23 - дроссель; 24 - импульсная трубка; 25 - импульсный трубопровод конечного давления в надмембранную часть регулирующего клапана; 26 - импульсный трубопровод конечного давления в надмембранную часть командного прибора; 27 - штуцер с краном и пробкой для взятия пробы

Газ высокого или среднего давления входит в ГРП и поступает в узел регулирования, в котором оборудование ло ходу движения газа располагают в такой последовательности: отключающее устройство; фильтр для очистки газа от механических примесей и пыли; предохранительный запорный клапан для отключения подачи газа потребителям при недопустимом повышении или понижении давления после регулятора; регулятор давления для снижения давления газа и поддержания его постоянным после себя; отключающее устройство. В качестве отключающих устройств при диаметрах до 100 мм используют пробковые краны со смазкой (КСР), при больших диаметрах - клиновые стальные задвижки (ЗКЛ2).

Выходное давление из ГРП контролируют предохранительным запорным клапаном (ПЗК) ипредехранительным сбросным клапаном (ПСК) . ПЗК контролирует верхний и нижний предел, ПСК - только верхний. ПСК настраивают на меньшее давление, чем ПЗК, поэтому он срабатывает первым. Сброс газа в атмосферу следует осуществлять в том случае, если регулятор давления работает нормально, но при закрытии клапан не обеспечивает герметичности отключения (вследствие засорения клапана, износа и пр.). Если протечка через неплотно закрытый клапан будет превосходить потребление газа, то выходное давление будет расти. Для предотвращения роста давления избыток газа необходимо сбросить в атмосферу. Такие ситуации обычно бывают кратковременными (в ночное время), а количество сбрасываемого газа незначительным. Срабатывание ПСК при указанных обстоятельствах предотвращает закрытие предохранительного клапана и нарушение нормального газоснабжения потребителей.

Если же отказал регулятор давления, ПСК сработал, а давление в сетях продолжает расти, то такая ситутация является аварийной. В этом случае срабатывает ПЗК, его клапан перекроет газопровод перед регулятором и прекратит подачу газа потребителям. ПЗК сработает также при недопустимом снижении давления газа, которое может произойти при аварии на газопроводе. По устранении причин отключения газа его подача потребителям автоматически не возобновляется. Вновь пустить газ может только обслуживающий персонал, что предотвращает аварии и несчастные случаи при пуске газа.

ПСК настраивают на давление, првышающее регулируемое на 10%. При низком выходном давлении разность, между давлениями настройки клапана и регулируемым давлением должна быть не менее 600 Па. Расчетную величину сброса газа через ПСК при наличии в ГРП ПЗК или при установке после ГРП у потребителей дополнительных регулирующих устройств принимают в 10% пропускной способности наибольшего из клапанов регуляторов системы регулирования в ГРП. В иных случаях величину сборса газа принимают не менее пропускной способности наибольшего из клапанов регуляторов ГРП за вычетом минимального потребления газа.

Для бесперебойного снабжения потребителей газом при выходе из строя регулятора давления, замене, ремонте или осмотре оборудования узла регулирования предусматривают обводной газопровод (байпас ). В указанных случаях регулирующую линию отключают, а газ подают по байпасу с ручным регулированием давления. Диаметр обводной линии должен обеспечить максимальный пропуск газа при минимальном входном давлении и нормальном выходном. У ГРП (показанного на рис. 8.1) диаметр обводного газопровода принят равным большему стандартному диаметру, следующему после диаметра седла клапана.

Для надежности и удобства ручного регулирования на байпасе устанавливают последовательно два отключающих устройства: кран и задвижку. При ручном регулировании на кране срабатывает основной перепад давления, а задвижкой осуществляют регулирование давления в соответствии с изменяющейся нагрузкой.

Для продувки газопровода до ГРП, газопроводов и оборудования ГРП, а также сброса газа при ремонтах и замене оборудования ГРП предусматривают специальные продувочные газопроводы , которые выводят наружу в безопасные места для окружающих зданий и сооружений, но не менее чем на 1 м выше карниза здания ГРП. Таким же требованиям подчиняются и сбросные газопроводы (свечи) от ПСК. Продувочные газопроводы одного давления можно объединить в общую свечу. Диаметр свечи должен быть не менее 19 мм.

При эксплуатации котельных со средним давлением газа необходимо позаботиться о его соответствии нужному уровню. С этой целью используют газорегуляторные установки. В них давление газа понижается до требуемого предела и поддерживается неизменным вне зависимости от параметров сети.

Структура газораспределительной установки

Снижение газа до рабочего уровня – не единственная функция ГРУ. В ней происходит дополнительная фильтрация рабочей среды, а также учет расхода газа. Основные блоки установки:

• Фильтр. Предназначен для удаления частиц пыли.
• Клапан КПЗ – препятствует подаче топлива при превышении давления в системе.
• Регулятор давления, выполняющий основную функцию ГРУ.
• ПСК клапан – осуществляет сброс газа в тех случаях, когда превышение давления имеет небольшую продолжительность.
• Байпасная линия, оснащенная двумя элементами запорной арматуры (вход и выход). Служит в качестве резервного пути поставки газа к котлу в периоды технического обслуживания или ремонта.
• Трубопроводы – сбросный и продувочные. Эти элементы ГРУ служат для для выпуска воздуха или газа.

Блок учета газа чаще всего оснащается ротационным счетчиком.

Обслуживание ГРУ

Периодически необходимо проводить осмотр оборудования и своевременно устранять обнаруженные неисправности. Основные мероприятия:

• проверка давления газа до ГРУ и после, определение разницы давления до фильтра и после него;
• проверка положений элементов предохранительно запорного клапана;
• контроль за работоспособностью запорной и предохранительной арматуры;
• проверка герметичности соединений;
• мониторинг состояния мембран РД, продувка трубок, ведущих к контрольно-измерительной аппаратуре, регулятору давления и ПЗК;
• регулировка сбросных и запорных клапанов – при необходимости.

Регулярно следует проверять, нет ли утечки газа. Для этого используют мыльную эмульсию – простое и надежное средство.

Перед запуском котельной следует убедиться в отсутствии запаха газа. Одна из важных мер безопасности – регулярное проветривание помещения ГРУ. Крайне важно уделять достаточное внимание проверке сальников и фланцев, нельзя допускать, чтобы они пропускали газ. Давление на входе/выходе из ГРУ должно соответствовать указанным в технических характеристиках оборудования.

Газорегуляторные пункты (ГРП) и газорегуляторные установки (ГРУ) предназначены для снижения входного давления газа до заданного выходного (рабочего) и поддержания его постоянным независимо от изменения входного давления и потребления газа. Колебания давления газа на выходе из ГРП (ГРУ) допускаются в пределах 10% рабочего давления. В ГРП (ГРУ) осуществляются также очистка газа от механических примесей, контроль входного и выходного давления и температуры газа, предохранение рабочего давления от повышения или понижения, учет расхода газа.

В зависимости от давления газа на вводе различают ГРП (ГРУ) среднего (более 0,005 до 0,3 МПа) и высокого (более 0,3 до 1,2 МПа) давления. Газорегуляторные пункты могут быть размещены в отдельно стоящих зданиях, быть встроенными в одноэтажные производственные здания, находиться в шкафах на наружных несгораемых стенах на отдельно стоящих опорах (шкафные ГРП).

Газорегуляторные установки размещаются в газифицированных зданиях непосредственно в помещениях котельных или цехов, где находятся газоиспользующие агрегаты, или в смежных помещениях, имеющих не менее чем трехкратный воздухообмен в час и соединенных с первым открытым проемом. Подача газа от ГРУ к потребителям в других отдельно стоящих зданиях не допускается. Принципиальные технологические схемы ГРП и ГРУ аналогичны (рис.) и в дальнейшем рассмотрение ведется только для ГРП.

Рисунок. Принципиальная схема газорегуляторного пункта (установки):

1-предохранительно-сбросный клапан (сбросное устройство); 2-задвижки на байпасной линии; 3-манометры; 4-импульсная линия ПЗК; 5-продувочный газопровод; 6-байпасная линия; 7-расходомер газа; 8 - задвижка на входе; 9 - фильтр; 10 - предохранительно-запорный клапан (ПЗК); 11-регулятор давления газа; 12-задвижка на выходе.

В ГРП можно выделить три линии: основная, байпасная 6 (обводная) и рабочая. На основной линии газовое оборудование располагается в такой последовательности: запорное устройство на входе (задвижка 8); продувочный газопровод 5; фильтр 9 для очистки газа от возможных механических примесей; предохранительно-запорный клапан (ПЗК) 10, автоматически отключающий подачу газа при повышении или понижении давления газа в рабочей линии за установленные пределы; регулятор 11 давления газа, который снижает давление газа на рабочей линии и автоматически поддерживает его на заданном уровне независимо от расхода газа потребителями; запорное устройство (задвижка 12) на выходе из основной линии. На байпаснойлинии имеется продувочный газопровод 5, два запорных устройства (задвижки 2), одно из которых используется для ручного регулирования давления газа в рабочей линии во время выполнения ремонтных работ на отключенной основной линии.На линии рабочего давления (рабочая линия) устанавливается предохранительно-сбросный клапан 1 (ПСК), который служит для сброса газа через сбросную свечу в атмосферу при повышении давления газа в рабочей линии выше установленного предела.

В ГРП устанавливаются следующие контрольно-измерительные приборы: термометры для измерения температуры газа и в помещении ГРП; расходомер газа 7 (газовый счетчик, дроссельный расходомер); манометры 3 для измерения входного давления газа, давления в рабочей линии, давления на входе и выходе газового фильтра.