Для выбора ГРПШ недостаточно знать максимальное входное и требуемое выходное давление. Нужно учитывать колебания давления в подводящей сети, минимальный и максимальный расход газа, характеристики регулятора и потери давления в оборудовании.
Ошибка в исходных данных может привести к нехватке газа на пиковых нагрузках, нестабильному выходному давлению и отключению потребителя защитной автоматикой.
Что такое входное и выходное давление ГРПШ
Входное давление (Рвх) — давление газа непосредственно перед ГРПШ.
Выходное давление (Рвых) — давление газа на выходе из ГРПШ после редуцирования.
Давление на выходе из шкафа и перед котлом или горелкой может различаться из-за потерь в газопроводе и арматуре. Эти потери учитывают при проектировании.
В опросном листе указывают единицы измерения и вид давления: избыточное или абсолютное. При расчётах используют тот вид давления, который предусмотрен методикой производителя.
В зависимости от параметров газовой сети и требований потребителей применяют газорегуляторные пункты с разными диапазонами входного и выходного давления. Например:
- Бытовой ГРПШ.Venio.1.Д-А35 - редуцирование до низкого выходного давления. 2–3 кПа при входном давлении 0,05–0,6 МПа.
- Промышленный ГРПШ.VENIO.C.10.P.C-3-08 - исполнение с выходным давлением 40–100 кПа и входным давлением 0,1–1,2 МПа.
Как газ проходит через ГРПШ
Газ поступает в шкаф, проходит очистку в фильтре и редуцирование в регуляторе, после чего направляется в выходной газопровод. Отключающая арматура позволяет перекрывать подачу газа, а предохранительный запорный клапан (ПЗК) автоматически прекращает её при выходе контролируемого давления за установленные пределы.
Предохранительный сбросной клапан (ПСК) подключается к защищаемому участку и отводит газ в сбросной газопровод при превышении установленного давления. Основной поток к потребителю через ПСК не проходит.
Расположение оборудования определяется схемой конкретного ГРПШ. Защитные устройства могут быть встроены в регулятор.
Как входное давление влияет на выбор и работу ГРПШ
При подборе оборудования указывают минимальное, номинальное и максимальное входное давление. Одного значения «до 0,6 МПа» недостаточно: оно не показывает, какое давление будет доступно при максимальном потреблении газа.
Диапазон входного давления должен соответствовать условиям эксплуатации регулятора и другого оборудования шкафа. При этом давление непосредственно перед регулятором будет ниже давления на входе в ГРПШ из-за потерь в фильтре, арматуре и соединительных участках.
Пропускную способность проверяют при минимальном входном давлении и максимальном расчётном расходе. Отдельно проверяют работу при малом расходе и возможность эксплуатации оборудования при максимальном входном давлении.
Ориентироваться только на паспорт регулятора недостаточно: требуемые параметры должен обеспечивать ГРПШ в сборе.
Как определить необходимое выходное давление
Выходное давление определяют по требованиям газоиспользующего оборудования, проектным данным и техническим условиям. Учитывают допустимый диапазон давления перед котлом, горелкой или технологической установкой, а также потери на участке от ГРПШ до потребителя.
| Что проверяют | Для чего это нужно |
|---|---|
| Требуемое давление перед потребителем | Чтобы обеспечить работу котла, горелки или установки. |
| Допустимые отклонения давления | Чтобы определить требования к точности регулирования. |
| Потери в газопроводе и арматуре после ГРПШ | Чтобы рассчитать необходимое давление на выходе из шкафа. |
| Допустимые давления в газопроводе и оборудовании после ГРПШ | Чтобы согласовать рабочий режим и параметры защиты. |
| Режимы одновременной работы потребителей | Чтобы проверить, остаётся ли давление в допустимых пределах при изменении расхода. |
Нельзя назначить выходное давление или количество линий только по типу объекта. Для двух котельных могут потребоваться разные регуляторы и схемы, даже если их назначение одинаково.
Минимальный перепад давления
Для устойчивой работы регулятору нужен достаточный перепад между давлением на его входе и выходе. Допустимый перепад и условия обеспечения требуемой пропускной способности проверяют по документации конкретной модели.
Универсального минимального значения для всех бытовых и коммунальных регуляторов нет. Даже если перепад соответствует требованиям регулятора, нужно проверить, обеспечит ли ГРПШ требуемый расход газа.
Если доступного перепада недостаточно, регулятор может не поддерживать заданное выходное давление. На пике потребления давление у потребителя будет снижаться.
Например, запись в ТУ «входное давление до 0,6 МПа» нельзя использовать как единственную основу для расчёта. Если фактическое давление опускается до 0,04 МПа, работоспособность выбранного ГРПШ нужно проверить именно для этого режима с учётом расхода и потерь внутри шкафа.
Максимальное входное давление учитывают при проверке допустимых условий эксплуатации оборудования. Уставки защиты определяют по контролируемому давлению, требованиям проекта и эксплуатационной документации.
Охлаждение газа и риск обмерзания
При редуцировании природного газа его температура может снижаться. Величина охлаждения зависит от состава газа, начальной температуры и давления. Поэтому фиксированный коэффициент охлаждения на каждый бар перепада нельзя использовать как универсальное значение для расчёта.
При наличии влаги охлаждение может создавать условия для обмерзания и нарушения работы оборудования. Однако одной наружной температуры и величины перепада недостаточно, чтобы сделать вывод об обязательном обогреве.
Необходимость обогрева или утепления определяют с учётом температуры поступающего газа, его влажности, условий размещения и допустимого температурного диапазона оборудования. Обогрев шкафа и подогрев газа решают разные задачи. Нужное исполнение выбирают при проектировании.
Как давление связано с расходом газа
Для подбора ГРПШ нужны минимальный и максимальный расходы. Максимальный расход определяет требуемую пропускную способность, минимальный позволяет проверить устойчивость регулирования при малой нагрузке.
При недостаточной пропускной способности выходное давление может снижаться на пике потребления. Слишком большой регулятор также не всегда подходит: его работу при минимальном расходе нужно подтвердить по характеристикам производителя.
При расчёте учитывают потери давления во всех элементах ГРПШ, включая фильтр, арматуру и трубопроводы внутри шкафа. Расчёт выполняют по документации или программе производителя при заданных значениях входного и выходного давления.
Количество рабочих линий выбирают с учётом расхода, выходных давлений и режимов потребления. Необходимость резервной линии оценивают отдельно по требованиям к непрерывности газоснабжения. Две рабочие линии для разных нагрузок не равнозначны рабочей и резервной.
Для бытовых потребителей обычно рассматривают оборудование, обеспечивающее низкое выходное давление, соответствующее требованиям подключённых газовых приборов. Для промышленных объектов диапазон выходного давления определяется параметрами технологического оборудования.
Сравнить варианты можно в разделах бытовых ГРПШ и промышленных ГРПШ .
Порядок подбора ГРПШ
Для подбора оборудования заказчик передаёт исходные данные.
| Параметр | Что указать |
|---|---|
| Входное давление | Минимальное, номинальное и максимальное Рвх. |
| Выходное давление | Требуемое Рвых, допустимое отклонение и точку, к которой относятся эти значения. |
| Расход газа | Минимальный и максимальный расход, м³/ч, с указанием температуры и давления, к которым приведён объём газа. |
| Потребители | Тип, количество и режим работы оборудования. |
| Схема редуцирования | Количество рабочих и резервных линий, если оно определено проектом. |
| Защита | Требования к прекращению подачи газа, сбросу газа и контролю давления. |
| Условия эксплуатации | Температурный диапазон, место установки, климатическое исполнение. |
| Газопровод после ГРПШ | Данные для расчёта потерь давления до потребителя. |
Алгоритм подбора
- Получить технические условия и проектные параметры.
- Уточнить минимальное, номинальное и максимальное входное давление.
- Определить требуемое выходное давление с учётом потерь до потребителя.
- Рассчитать минимальный и максимальный расходы газа.
- Проверить доступный перепад на регуляторе с учётом потерь внутри ГРПШ.
- Проверить пропускную способность при минимальном Рвх и максимальном расходе.
- Проверить устойчивость работы при минимальном расходе газа.
- Определить количество рабочих линий и необходимость резервирования.
- Согласовать параметры защиты с рабочим диапазоном давления и допустимыми параметрами оборудования.
- Выбрать климатическое исполнение и определить необходимость обогрева.
Пример проверки исходных данных
Рассмотрим условную котельную в Санкт-Петербурге:
- Входное давление — 0,3–0,6 МПа.
- Требуемое давление на выходе ГРПШ — 0,01 МПа ±10 %.
- Расход газа — 40–450 м³/ч.
Этих данных достаточно для предварительной проверки, но не для окончательного выбора модели.
Шаг 1. Перепад давления
При минимальном Рвх разность давлений на входе и выходе шкафа составляет:
Доступный перепад непосредственно на регуляторе определяют с учётом потерь в остальных элементах ГРПШ. Затем проверяют его соответствие характеристикам выбранной модели. Без этих характеристик нельзя утверждать, что ограничений по перепаду нет.
Шаг 2. Пропускная способность
По данным производителя проверяют, обеспечивает ли ГРПШ расход 450 м³/ч при входном давлении 0,3 МПа и выходном 0,01 МПа. Необходимый запас принимают по методике подбора. Универсального правила загрузки на 80–90 % для любого ГРПШ нет.
Шаг 3. Работа при малом расходе
Отношение максимального расхода к минимальному составляет:
Само по себе это число не означает, что один регулятор работает на пределе. Нужно проверить, поддерживает ли выбранное оборудование требуемое давление во всём диапазоне 40–450 м³/ч. Если нет, пересматривают модель или схему.
Шаг 4. Защита
Параметры срабатывания определяют по проекту и эксплуатационной документации с учётом допустимых давлений, точности устройств и их совместной работы. Для ПЗК учитывают контроль повышения и, если предусмотрено, понижения давления. При выборе уставок учитывают допустимые давления и для выходного газопровода, и для подключённого оборудования.
Шаг 5. Температурные условия
Для выбора обогрева уточняют расчётную наружную температуру, температуру и влажность поступающего газа, условия размещения шкафа и ограничения производителя. Одного указания города и перепада давления недостаточно.
Типичные ошибки при выборе
- Учитывают только максимальное входное давление.
- Не проверяют пропускную способность при минимальном Рвх.
- Подбирают оборудование без минимального и максимального расчётных расходов.
- Принимают давление на выходе ГРПШ равным давлению перед потребителем без учёта потерь.
- Используют характеристики регулятора без проверки ГРПШ в сборе.
- Назначают запас производительности и допустимый диапазон расходов без привязки к модели.
- Путают две рабочие линии с рабочей и резервной.
- Выбирают обогрев только по наружной температуре.
Примеры ГРПШ для разных условий газоснабжения
При выборе газорегуляторного оборудования важно учитывать не только максимальный расход, но и диапазоны входного и выходного давления. Рассмотрим бытовое и промышленное исполнение с различными рабочими характеристиками.
Бытовой ГРПШ.Venio.1.Д-А35
Газорегуляторный пункт на базе регулятора Venio-A-35. Может применяться для газоснабжения частных домов и других бытовых потребителей при соответствии параметрам проекта.
Входное давление: 0,05–0,6 МПа.
Выходное давление: 2–3 кПа.
Максимальный расход газа: 35 м³/ч.
Это исполнение предназначено для условий, при которых требуется снижение давления до низкого уровня, соответствующего характеристикам подключённых потребителей.
Посмотреть бытовой ГРПШПромышленный ГРПШ.VENIO.C.10.P.C-3-08
Газорегуляторный пункт на базе регулятора РДСК-50М-3. Предназначен для газоснабжения объектов, которым требуется поддержание соответствующего выходного давления.
Входное давление: 0,1–1,2 МПа.
Выходное давление: 40–100 кПа.
Максимальный расход газа: 1000 м³/ч.
Такое исполнение может рассматриваться для промышленных систем газоснабжения при соответствии проектным требованиям к давлению и расходу газа.
Посмотреть промышленный ГРПШВажно: приведённые модели показывают различия в диапазонах входного и выходного давления. Они не являются готовым решением для условной котельной с расходом 40–450 м³/ч из расчётного примера выше. Окончательный выбор оборудования выполняют по проектным данным и документации производителя.
Часто задаваемые вопросы
Какое давление считается давлением после ГРПШ?
Это давление газа на выходе из пункта редуцирования. Перед котлом или горелкой оно может быть ниже из-за потерь в газопроводе и арматуре.
Можно ли выбрать ГРПШ только по максимальному входному давлению?
Нет. Нужны диапазон входного давления, требуемое выходное давление, минимальный и максимальный расходы газа. Также учитывают условия эксплуатации и требования к непрерывности газоснабжения.
Почему давление после ГРПШ падает при увеличении расхода?
Возможные причины — снижение давления в подводящей сети, недостаточная пропускная способность, загрязнение фильтра, неверный подбор или неисправность регулятора. Причину устанавливают при техническом обследовании.
Заключение
ГРПШ должен обеспечивать требуемое выходное давление во всём расчётном диапазоне расходов и входных давлений. Для этого проверяют характеристики шкафа в сборе, работу при малом расходе и потери давления до потребителя.
Производителю передают заполненный опросный лист с исходными параметрами. Оборудование подбирают по требованиям проекта и технической документации производителя, а настройки фиксируют в эксплуатационных документах.
