Thiết bị điều chỉnh áp suất khí: Cách thức hoạt động, tiêu chí lựa chọn và an toàn

Khi mạng lưới khí đốt cung cấp cho lò cần 5 kPa, nhưng đường cung cấp chạy ở tốc độ 0,3 MPa và dao động trong giờ thấp điểm, ranh giới giữa vận hành an toàn và sự cố quy trình là rất mỏng. Bộ phận giúp quản lý biên độ đó là một thiết bị điều chỉnh áp suất khí: một van tự vận hành giúp giảm áp suất đầu vào thay đổi thành áp suất đầu ra ổn định, được cài đặt sẵn. Bài viết này giải thích cách hoạt động của các thiết bị này, điểm khác biệt giữa thiết kế này với thiết kế khác, cách chọn thiết bị phù hợp cũng như các biện pháp an toàn và bảo trì không bao giờ được bỏ qua.

Thiết bị điều chỉnh áp suất khí là gì?

Thiết bị điều chỉnh áp suất khí, còn được mô tả là bộ điều chỉnh áp suất khí hoặc van giảm áp suất khí, duy trì áp suất đầu ra được kiểm soát bằng cách sử dụng phản hồi âm từ áp suất hạ lưu. Khi áp suất đầu ra giảm xuống dưới điểm đặt, bộ điều chỉnh sẽ mở ra để nạp thêm khí; khi áp suất đầu ra tăng lên trên điểm đặt, nó sẽ đóng lại một chút để giảm lưu lượng. Kết quả là áp suất đầu ra nằm trong phạm vi có thể sử dụng được khi nhu cầu thay đổi và áp suất đầu vào thay đổi.

Thiết bị điều tiết tồn tại dưới nhiều dạng: bộ điều chỉnh đường ống phân phối khí tự nhiên, van giảm áp cho chai LPG, gói điều tiết công nghiệp, hộp và tủ điều chỉnh áp suất khí hoàn chỉnh. Tất cả chúng tồn tại vì một lý do: không có bộ điều chỉnh áp suất, đầu đốt hạ lưu, van điện từ, đồng hồ đo và bộ điều khiển an toàn nhận được sự thay đổi áp suất gây ra quá trình đốt cháy không ổn định, rò rỉ vòng đệm, mỏi thiết bị và thậm chí hỏng hóc do quá áp. Do đó, việc lựa chọn một thiết bị điều chỉnh áp suất khí đáng tin cậy là một quyết định an toàn cũng như một quyết định hiệu suất .

Thiết bị điều chỉnh áp suất khí hoạt động như thế nào

Nguyên lý hoạt động là cân bằng lực. Một lò xo hoặc hệ thống dẫn hướng tạo ra lực tham chiếu. Lực đó đẩy phần tử cảm biến, thường là màng ngăn hoặc pít-tông, về phía cửa van. Áp suất hạ lưu tác động lên phía đối diện của phần tử cảm biến. Nếu áp suất hạ lưu giảm xuống thì lực tham chiếu thắng và van mở ra. Nếu áp suất hạ lưu tăng lên, van sẽ di chuyển về vị trí đóng. Van sẽ ổn định ở bất kỳ mức mở nào cần thiết để phù hợp với nhu cầu khí đốt.

Để có giải thích chi tiết hơn về trình tự điều khiển, xem bộ điều chỉnh áp suất khí hoạt động như thế nào trong một hệ thống khí thực tế.

Ba yếu tố chức năng

Mỗi bộ điều chỉnh có thể được rút gọn thành ba bộ phận chức năng: bộ phận giảm áp suất, là lỗ và van hình múa rối; phần tử cảm biến là màng ngăn hoặc piston; và phần tử lực tham chiếu, là lò xo điều chỉnh hoặc áp suất dẫn hướng. Phần tử cảm biến cần có đủ diện tích và độ nhạy để phản ứng với những thay đổi áp suất nhỏ. Lò xo phải giữ được hiệu chuẩn theo thời gian. Lỗ phải xử lý toàn bộ phạm vi dòng chảy mà không tạo ra sự mất ổn định hoặc tiếng ồn quá mức.

Quy định một giai đoạn so với hai giai đoạn

Bộ điều chỉnh một cấp rất đơn giản, nhỏ gọn và ít tốn kém hơn, nhưng áp suất đầu ra của chúng thay đổi khi áp suất đầu vào thay đổi. Bộ điều chỉnh hai giai đoạn đặt bộ điều chỉnh này đến bộ điều chỉnh khác: giai đoạn đầu tiên hấp thụ những dao động áp suất đầu vào lớn và giai đoạn thứ hai cung cấp áp suất đầu ra ổn định. Sự đánh đổi là kích thước, chi phí và các thành phần bổ sung.

Các loại chính và kịch bản ứng dụng

Các thiết bị điều chỉnh áp suất khí có sẵn ở một số cấu hình cơ học. Sự khác biệt quan trọng là định mức áp suất đầu vào, khả năng điều chỉnh áp suất đầu ra, công suất dòng chảy và ứng dụng mà thiết bị được thiết kế. Bộ điều chỉnh hoạt động tốt trên bình chứa khí có thể có kích thước nhỏ hơn cho đường dây phân phối, trong khi bộ điều chỉnh đường ống có phạm vi lò xo rộng có thể quá kém nhạy đối với đầu đốt nhỏ.

Bộ điều chỉnh áp suất đường ống khí đốt tự nhiên được sử dụng trong mạng lưới phân phối, đường dây dịch vụ và đường ống trạm. Họ phải xử lý những thay đổi lớn về nhu cầu trong khi vẫn giữ được đầu ra áp suất thấp ổn định. Một lựa chọn phổ biến cho loại nhiệm vụ này là điều chỉnh áp suất đường ống khí đốt tự nhiên , kết hợp thành phần màng nhạy cảm, ghế có thể thay thế và phạm vi lò xo phù hợp với áp suất thoát khí điển hình của thành phố.

Nhà cung cấp bộ điều chỉnh áp suất khí tự nhiên và đường ống Giang Tô Changrun là nhà cung cấp, nhà sản xuất, nhà sản xuất bộ điều chỉnh áp suất khí đường ống tùy chỉnh của Trung Quốc, cung cấp thiết bị... Xem sản phẩm →

Thiết kế dành riêng cho ứng dụng

Bộ điều chỉnh áp suất khí công nghiệp được thiết kế cho lò đốt, nồi hơi, lò nung và thiết bị xử lý. Chúng thường cần độ chính xác áp suất đầu ra cao hơn và được lắp đặt trong hệ thống truyền khí với bộ lọc, van ngắt an toàn, van giảm áp và công tắc áp suất. Đối với các hệ thống công nghiệp lớn, điều chỉnh áp suất khí công nghiệp với kích thước lỗ phù hợp và cấp độ chính xác là sự lựa chọn thực tế.

Nhà cung cấp bộ điều chỉnh giảm áp Lng công nghiệp tùy chỉnh Là nhà cung cấp và nhà sản xuất bộ điều chỉnh áp suất Lng công nghiệp tùy chỉnh của Trung Quốc, Giang Tô Changrun Thiết kế bộ điều chỉnh ... Xem sản phẩm →

Van giảm áp LPG hoạt động với áp suất hơi của xi lanh, thay đổi theo nhiệt độ môi trường và mức chất lỏng. Van điều chỉnh áp suất cao được sử dụng cho hệ thống khí nén tự nhiên hoặc khí áp suất cao và yêu cầu vật liệu bền hơn và đóng chặt hơn. Đối với việc xây dựng các tuyến dịch vụ, chức năng điều tiết thường được gói gọn trong một bộ phận gắn trên tường và các câu hỏi như kích thước và bảo trì hộp điều chỉnh áp suất khí trở thành một phần của việc lựa chọn thiết bị.

Cách chọn thiết bị điều chỉnh áp suất khí

Việc lựa chọn thiết bị điều chỉnh áp suất khí phù hợp không phải là chọn loại van lớn nhất hiện có. Thiết bị chính xác là thiết bị giữ điểm đặt trên toàn bộ phạm vi lưu lượng, từ lưu lượng rẽ nhánh tối thiểu đến nhu cầu tối đa, đồng thời giữ mức khóa và độ sụt trong giới hạn chấp nhận được đối với thiết bị hạ lưu.

Thông số kỹ thuật chính

Bảng dưới đây tóm tắt các thông số cần được liệt kê trong yêu cầu báo giá, kèm theo lý do quan trọng của mỗi thông số.

Ngoài ra, hãy nghĩ về toàn bộ hệ thống truyền động khí chứ không chỉ bộ điều chỉnh. Một bộ lọc phía trước bộ điều chỉnh bảo vệ chỗ ngồi và bộ phận cảm biến khỏi cặn đường ống và bụi bẩn. Van xả ở hạ lưu bảo vệ thiết bị khi bộ điều chỉnh bị hỏng. Nếu khí ướt, lạnh hoặc chua, hãy xác nhận rằng màng ngăn, vật liệu mặt ngồi và vật liệu thân xe có tương thích với các điều kiện vận hành hay không.

Cân nhắc về an toàn và chất lượng

Bảo vệ quá áp

Không có thiết bị điều chỉnh áp suất nào được coi là yếu tố an toàn duy nhất. Quá áp có thể xảy ra nếu chân van bị rò rỉ, bộ điều chỉnh bị hỏng hoặc van hạ lưu đóng nhanh và tạo ra sự tích tụ áp suất đột ngột. Mọi hệ thống quan trọng phải có van xả an toàn khí được đặt trên áp suất đầu ra tối đa có thể chấp nhận được nhưng thấp hơn định mức thiết bị hạ lưu. Được chứng nhận van xả gas an toàn mở ở áp suất cài đặt và ngăn chặn dòng hạ lưu tiếp xúc với toàn bộ áp suất đầu vào. Chọn nó dựa trên khả năng giảm áp, khả năng chịu áp suất đặt và mức độ tiếp xúc với môi trường.

Thiết kế tùy chỉnh Van xả khí tự động, van xả khí, van xả an toàn Công ty TNHH Thiết bị khí thông minh Giang Tô Changrun là van xả khí tự động thiết kế tùy chỉnh của Trung Quốc, van xả khí, van xả an toàn v... Xem sản phẩm →

Lựa chọn vật liệu và nhiệt độ

Sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến độ chính xác của thiết bị điều chỉnh áp suất khí. Việc lắp đặt ở nhiệt độ thấp, chẳng hạn như dịch vụ LPG ngoài trời vào mùa đông hoặc các ứng dụng hơi LNG, yêu cầu vật liệu màng luôn linh hoạt dưới -30 °C hoặc thấp hơn tùy theo thiết kế. Việc lắp đặt ở nhiệt độ cao gần lò công nghiệp đòi hỏi phải có các vòng đệm và các bộ phận kim loại không bị mềm hoặc dão. Khi khí chứa chất ngưng tụ hoặc hydro sunfua, chất đàn hồi và vật liệu thân phải được chọn về khả năng kháng hóa chất chứ không chỉ độ bền cơ học.

Xác minh và kiểm soát chất lượng

Điểm đặt của bộ điều chỉnh chỉ hữu ích nếu nó đã được thử nghiệm tại nhà máy. Các nhà sản xuất vận hành băng thử nghiệm đặc tính tĩnh của bộ điều chỉnh, máy thử lò xo và buồng thử nghiệm nhiệt độ cao-thấp có khả năng nội bộ để xác minh hiệu suất trước khi giao hàng. Kiểm tra bằng tia X trong nhà và lò sấy que hàn là những dấu hiệu bổ sung của một quy trình chất lượng vượt ra ngoài khâu lắp ráp cuối cùng. Yêu cầu nhà cung cấp cung cấp các kết quả thử nghiệm được ghi lại và kiểm tra xem nhà sản xuất có thể chứng minh được những khả năng này hay không.

Cài đặt, vận hành và bảo trì

Cài đặt

Lắp đặt thiết bị điều chỉnh theo đúng hướng dòng chảy và giữ cho buồng màng thẳng đứng. Hỗ trợ đường ống để tránh áp lực cơ học lên thân máy, đồng thời đảm bảo rằng cổng thông hơi không bị cản trở và được bảo vệ khỏi mưa, côn trùng và sương giá. Đối với bộ điều chỉnh vận hành bằng phi công, cho phép đủ ống thẳng để đường cảm nhận nhận được số đọc áp suất ổn định thay vì nhiễu loạn từ khuỷu tay hoặc van.

Vận hành và bảo trì

Trước khi khởi động hệ thống, hãy làm sạch đường dây và thực hiện kiểm tra rò rỉ. Điều chỉnh điểm đặt trong khi khí đang chảy ở tốc độ được kiểm soát, sau đó đo áp suất khóa sau khi đóng van hạ lưu. Ghi lại các giá trị này để so sánh trong lần kiểm tra tiếp theo. Trong quá trình bảo trì theo lịch trình, hãy kiểm tra màng ngăn xem có bị giãn hoặc nứt không, kiểm tra độ mòn của đế van, xác nhận rằng lò xo và cơ cấu điều chỉnh di chuyển tự do và xác minh rằng van an toàn mở tại điểm đặt của nó. Kiểm tra chức năng có cấu trúc, chẳng hạn như Làm thế nào để đảm bảo bộ điều chỉnh áp suất khí hoạt động chính xác , giúp xác định các lỗi nhỏ trước khi chúng trở thành sự kiện an toàn.

Thiết bị điều chỉnh áp suất khí là điểm mà mạng áp suất cao trở thành nguồn cung cấp khí ổn định và có thể sử dụng cho thiết bị. Sự lựa chọn phải dựa trên dữ liệu đã được xác minh: định mức áp suất đầu vào, phạm vi áp suất đầu ra, công suất dòng chảy, cấp chính xác, áp suất khóa, vật liệu và phạm vi nhiệt độ. Nó phải được lắp đặt như một phần của hệ thống truyền khí hoàn chỉnh với bộ lọc, van giảm áp an toàn và van ngắt, đồng thời nó phải được kiểm tra cả tại nhà máy và trong quá trình vận hành. Một nhà cung cấp kết hợp bộ điều chỉnh với thiết bị kiểm tra nội bộ và quy trình chất lượng được ghi lại sẽ giúp công việc trở nên dễ dàng hơn từ thông số kỹ thuật cho đến hoạt động lâu dài.