Regolatore di gas naturale ad alta pressione regolabile personalizzato: guida alla selezione e alla configurazione

Una stazione di accesso alla città che preleva gas a 24 bar e lo consegna a una rete a media pressione a 1,6 bar manterrà il suo setpoint per tutto il pomeriggio, per poi superare i 2,1 bar alle tre del mattino, quando la domanda scende a un decimo del flusso previsto. Questo divario tra la targhetta e la banda operativa effettiva è il motivo per cui gli acquirenti smettono di ordinare dalle righe del catalogo e iniziano a specificare un regolatore di gas naturale ad alta pressione regolabile personalizzato.

I regolatori del catalogo sono dimensionati attorno a un unico punto di progettazione: una molla fissa, un orifizio fisso e un involucro della molla che nessuno intendeva riorganizzare. Nel lavoro di distribuzione, la maggior parte dei reclami che raggiungono un produttore, come pendolamenti, pressione di uscita strisciante e diaframmi strappati dopo due inverni, sono riconducibili a una mancata corrispondenza tra l'unità installata e l'effettiva fascia di riduzione della stazione piuttosto che a un difetto di fabbricazione.

Jiangsu Changrun Intelligent Gas Equipment Co., Ltd. costruisce regolatori, scatole di regolazione e parti di gas su un sito di 10.000 metri quadrati con cinque officine di lavorazione e più della metà del suo personale lavora in ruoli tecnici. Questo mix è importante per il lavoro personalizzato: una specifica su misura è utile solo quando le molle, i diaframmi, i corpi e il banco di prova che li prova si trovano tutti all'interno della stessa fabbrica.

Perché i regolatori standard hanno difficoltà a superare i 10 bar in ingresso

Al di sopra di circa 10 bar in ingresso, il dimensionamento del catalogo crolla, perché le forze che usurano un regolatore si adattano alla caduta di pressione anziché alla portata nominale stampata sulla scheda tecnica.

Scendi da 24 bar a 1,6 bar in un'unica fase e il gas supera i 22,4 bar. Ne conseguono due conseguenze. Il raffreddamento Joule-Thomson rimuove circa 0,5 gradi Celsius per ogni bar di caduta del gas naturale di qualità, quindi un ingresso caldo estivo può portare la temperatura del sedile sotto lo zero, che è dove inizia la formazione di idrati e ghiaccio sul gas umido. Anche la velocità attraverso il sedile aumenta con la radice quadrata della caduta, quindi un assetto silenzioso a 4 bar è rumoroso a 25 bar ed erode la spina entro una o due stagioni.

Il dimensionamento è il terzo problema. Un regolatore selezionato a 900 Nm3/h e installato su una linea che funziona a 40 Nm3/h per diciotto ore al giorno trascorre gran parte della sua vita all'estremità della sua curva caratteristica, dove il droop è maggiore e l'usura della sede è più rapida.

Le tre variabili che definiscono un regolatore di gas naturale ad alta pressione regolabile e personalizzato

Tre ingressi determinano quasi l'intera specifica: intervallo di pressione in ingresso, rapporto di riduzione e temperatura del gas raggiunta dopo l'espansione.

Campo della pressione in ingresso e valore nominale del corpo

Specificare la pressione massima a monte comprese le condizioni di turbamento e di assenza di flusso, non il valore operativo normale, quindi richiedere un test idrostatico a 1,5 volte la pressione di esercizio massima consentita. Una valvola di regolazione dell'alta pressione costruita per un'entrata di 25 bar utilizza generalmente un corpo in ghisa duttile o acciaio al carbonio con un rivestimento in acciaio inossidabile. Al di sopra di 40 bar lo spessore della parete, il rating della flangia e la bullonatura cambiano l'intero assemblaggio e con essi cambia il prezzo.

Rapporto di turndown e abbassamento che la rete può tollerare

Lo statismo è la variazione della pressione di uscita tra il flusso minimo e massimo con un'impostazione fissa della molla e la sua dimensione dipende quasi interamente dal principio di regolazione. Le cifre seguenti sono tipiche per la qualità del gas naturale da gasdotto e sono utili come guida alla progettazione piuttosto che come valori garantiti.

Se una stazione deve rimanere all'interno di una fascia di più o meno 2% durante un turndown di 20:1, un'unità a molla ad azione diretta non può fornirla. Una spina bilanciata o un design pilotato possono farlo, e il prezzo di tale scelta è una linea pilota che necessita del proprio filtro e di un ingombro di installazione leggermente maggiore.

Gas freddo, materiale della membrana e ghiaccio

I composti della membrana e delle guarnizioni fissano il limite di bassa temperatura più spesso rispetto al metallo. Il nitrile (NBR) copre da circa meno 20 a più 80 gradi Celsius, l'EPDM è la risposta migliore laddove il gas trasporta composti aromatici e il fluoroelastomero (FKM) estende l'estremità superiore fino a circa 200 gradi Celsius ma si irrigidisce male in condizioni di freddo intenso. Laddove la temperatura di espansione calcolata scende al di sotto di meno 10 gradi Celsius, le opzioni pratiche sono un preriscaldatore a monte del regolatore o una riduzione a due stadi che divide la caduta tra due corpi.

Valvola di regolazione della pressione del gas ad alta pressione Componente chiave del sistema del gas per la regolazione del gas ad alta pressione per una fornitura stabile; revisione durante la definizione dei requisiti di ingresso, uscita, flusso, temperatura e materiale. Visualizza il prodotto →

Gamma della molla, dimensione dell'orifizio e materiale del corpo: compilazione della tabella delle specifiche

Una specifica di un regolatore personalizzato è completa solo quando vengono compilate per iscritto cinque righe: campo di ingresso, campo di uscita, banda di flusso, finestra della temperatura del gas e classe del materiale.

Due di queste righe causano la maggior parte della rielaborazione. Gli acquirenti inviano abitualmente un flusso di progetto anziché una fascia di flusso e inviano la normale pressione di ingresso anziché quella massima. Entrambi i valori sono facili da leggere sul disegno di una stazione ed entrambi modificano la molla e l'orifizio che la fabbrica deve adattare.

Regolatore di pressione del gasdotto naturale Dispositivo di bilanciamento della pressione per il trasporto di gas naturale; utile quando la fascia di flusso e la pressione di ingresso massima guidano la molla e la selezione dell'orifizio. Visualizza il prodotto →

Regolazione, blocco e disciplina dei setpoint in campo

La possibilità di regolazione ripaga solo quando la procedura di impostazione è scritta, perché la maggior parte dei problemi sul campo derivano da un intervallo di molle che non ha mai compreso il setpoint fin dall'inizio.

1. Verificare che il setpoint si trovi nel terzo medio dell'intervallo della molla. Un'uscita da 1,6 bar appartiene a una molla da 0,8 a 2,5 bar, non a una molla da 1,0 a 1,8 bar che non lascia spazio alla regolazione stagionale.
2. Impostare l'uscita in modo che il gas scorra, quindi verificare il bloccaggio. Con la valvola a valle chiusa, la pressione in uscita dovrebbe aumentare e fermarsi, non salire in modo costante; punti di scorrimento costante che indicano danni al sedile, detriti o una classe di perdita che non è mai stata soddisfatta.
3. Registrare il setpoint, il codice della molla, l'intervallo della molla e la data sul file della stazione. Un regolatore ricalibrato due volte in un anno senza documentazione si ritrova sempre con la molla sbagliata al suo interno.
4. Ricontrollare dopo 24 ore di funzionamento normale e di nuovo dopo la prima settimana, perché i nuovi diaframmi si sistemano e i detriti delle tubazioni vengono eliminati attraverso il rivestimento.

Laddove un progetto deve soddisfare uno standard documentato, questi controlli rientrano nel file di consegna accanto alla classe di pressione e al campo della molla. Maggiori dettagli su come vengono verificate le build personalizzate sono trattati nelle note su standard personalizzati per i regolatori di pressione del gas naturale .

Protezione da sovrapressione: dove si trova la valvola di sicurezza

Un regolatore di pressione controlla la pressione ma non protegge il sistema a valle; la protezione da sovrapressione è uno strato separato che deve essere dimensionato per la custodia in caso di mancata apertura.

• Un regolatore di monitoraggio in serie, impostato da 0,2 a 0,3 bar sopra il setpoint di lavoro, in modo che rimanga silenzioso finché il regolatore attivo non va alla deriva.
• Un dispositivo di arresto di sicurezza che interviene a circa 1,3 volte il setpoint, selezionato per la classe di apparecchio richiesta dalla norma EN 14382.
• Una valvola di sicurezza a sollevamento totale, dimensionata per il flusso massimo che il regolatore può far passare con la pressione a monte al massimo.
• Tubazioni a valle tarate per la pressione che si avrebbe se tutti i dispositivi di cui sopra si guastassero nello stesso momento.

Su una stazione di ingresso da 25 bar che alimenta una rete principale a valle da 4 bar, il flusso nel caso peggiore è spesso da due a tre volte la domanda normale. È il numero unico che decide l'orifizio della valvola di sicurezza, ed è anche il numero che decide se una combinazione monitor più valvola di blocco è più economica di un grande dispositivo di sfiato.

Valvola di sicurezza automatica del gas Valvola automatica di sfogo del gas per il rilascio della sovrapressione; rilevante quando il flusso nel caso peggiore determina la dimensione dell'orifizio di scarico e le scelte di scarico rispetto al monitor. Visualizza il prodotto →

Domande frequenti: regolatori di gas naturale ad alta pressione regolabili personalizzati

Un regolatore può coprire un turndown del flusso di 20:1?

Sì, ma non un'unità a molla ad azione diretta. Un design con otturatore bilanciato mantiene una caduta di circa il 5% su quella banda e un design pilotato circa l'1,5%, mentre un regolatore ad azione diretta del catalogo si sposterà in genere dal 10 al 15% tra il flusso pieno e il flusso minimo. Abbinare il principio regolatore alla fascia prima di confrontare i prezzi.

Come scelgo la giusta gamma di molle per un regolatore regolabile?

Posizionare il setpoint nel terzo centrale dell'intervallo della molla e lasciare spazio su entrambi i lati. Per un'uscita da 1,6 bar, una molla da 0,8 a 2,5 bar è una buona scelta; una molla da 1,0 a 1,8 bar non lo è, poiché la regolazione stagionale e il primo assestamento invernale del diaframma spingeranno un setpoint che inizia vicino al massimo del suo intervallo fuori dalla finestra regolabile.

Un regolatore personalizzato necessita ancora di un monitor o di una valvola di sicurezza?

SÌ. Il regolatore è lo strato di controllo e un monitor, un dispositivo di arresto di sicurezza o una valvola di sicurezza a sollevamento totale è lo strato di protezione. Dimensionare il dispositivo di scarico per il flusso che passerebbe un regolatore completamente aperto con la pressione a monte al massimo e verificare che il punto di scarico e il camino di sfiato si trovino all'esterno dell'area di lavoro dell'operatore.

Quali informazioni dovrebbero essere inserite in una richiesta di preventivo?

Sei valori sono sufficienti per una risposta ferma e ciascuno di essi elimina un ciclo di avanti e indietro:

• Pressione massima e minima in ingresso
• Setpoint e tolleranza di uscita richiesti
• Portata minima e massima in Nm3/h
• Temperatura del gas più fredda e più calda sul sedile
• Dimensioni della connessione, standard della flangia e materiale del corpo
• Standard in vigore, come EN 334 o EN 14382