Динамика регуляторов давления газораспределительных станций

• Автор: Илюхин, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ГЛАВА 1 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛЯТОРОВ ДАВЛЕНИЯ
ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ
1.1 Регуляторы давления газораспределительных станций
1.2 Обеспечение требуемых динамических характеристик регуляторов давления
1.3 Расчетные модели регуляторов давления газа
1.4 Демпферы сухого трения в регуляторах давления газа
1.5 Расчетная модель трубопроводов, присоединенных к регулятору давления газа
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛЯТОРОВ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
2.1 Математическая модель регулятора давления газа
2.2 Математическая модель САР с двумя регуляторами давления
газа
2.3 Моделирование газодинамических процессов в регуляторах давления с использованием пакета Бітиітк
2.4 Исследование влияния силы сухого трения на статические характеристики регулятора давления газа
2.5 Исследование влияния силы сухого трения на устойчивость
САР с регулятором давления газа
2.6 Оценка влияния силы сухого трения на динамические
процессы в САР с двумя регуляторами давления газа
ГЛАВА 3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ САР С РЕГУЛЯТОРОМ
ДАВЛЕНИЯ ГАЗА ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
3.1 Области устойчивости САР в пространстве параметров
регулятора давления газа

3.2 Методика определения параметров уплотнительных элементов регулятора для обеспечения герметичности и устойчивости САР давления газа
3.2.1. Обеспечение герметичности уплотнений
3.2.2. Методика определения допустимых сил трения в узлах уплотнения регулятора для обеспечения устойчивости САР давления газа
3.2.3. Определение параметров уплотнительных элементов из условия обеспечения устойчивости САР с регулятором давления РДПП80-50М
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛЯТОРА ДАВЛЕНИЯ ГАЗА
4.1 Экспериментальное оборудование для исследования динамических характеристик регуляторов давления газа
4.2 Измерительно-регистрационный комплекс приборов
4.3 Исследование динамических характеристик регулятора давления газа в САР на стенде
4.3.1. Методика частотных испытаний регуляторов давления газа
в разомкнутой цепи
4.3.2. Частотные испытания регулятора давления газа в замкнутой
САР в режиме имитации нагрузки
4.4 Оценка погрешности измерения параметров регулятора давления газа
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

Регуляторы давления газа являются одними из основных агрегатов в системе автоматического регулирования (САР) давления газа газораспределительных станций (ГРС). Регуляторы служат для редуцирования потока газа, поддержания давления за собой с требуемой точностью и определяют динамические процессы в САР давления газа на ГРС.
В процессе эксплуатации регуляторов нередко возникают колебания давления газа, которые являются причиной дополнительной погрешности диафрагменных расходомеров, источником шума на ГРС и могут приводить к усталостной поломке газовой арматуры.
Колебания давления в системе с регулятором носят автоколебательный характер. Важной особенностью таких колебаний является их непредсказуемость и нестабильность в проявлении. Известно, что автоколебания в системе с регуляторами давления газа возникают при наличии существенно нелинейных элементов, к которым относится исполнительный клапан с сухим трением в узлах уплотнения. Поэтому актуальным является исследование влияния сил сухого трения движения, покоя и их соотношений на амплитуду и частоту автоколебаний, и определение параметров сухого трения, при которых отсутствуют автоколебания в САР.
В научной литературе много внимания уделено изучению динамики систем регулирования и факторам, влияющим на динамические процессы в САР. Для улучшения динамических характеристик и обеспечения устойчивости функционирования применяют различные мероприятия: изменение собственной частоты чувствительного элемента и жесткости регулировочной пружины [14, 122], изменение структуры и параметров присоединенных трубопроводных цепей [91], демпфирование подвижной системы введением дополнительного трения [112].
Демпфирование подвижной системы введением дополнительного трения осуществляется с помощью демпферов различного вида и конструкций, реа-

корпуса агрегата отсутствует.
В соответствии с принятыми допущениями получены следующие зависимости:
уравнения, описывающие газодинамические процессы в регуляторе давления газа
^Р1_кЯ
Л ~ ¥,
с1Р2 кК
а ~іг,

К ш

уравнение движения клапана
Р с1¥ Т2С2
2 2~3 я л
уравнения расходов
й2Х сіХ
М —т- = РК0Л - Р& -Ъ-ъХ-Н

ы 2 У-і
к +

02.3=^-^-
Рт-Р
2 вых

^вых ^2
УІРТцых
к+1
2 У-
к +
(2.1)
(2.2)
(2.3)
(2.4)
(2.5)
(2.6)
(2.7)
(2.8)
(2.9)
зависимости для температуры и давления газа на соответствующих участках ТЇР‘-к =ТмкР", /=1,2,3, (2.10)
где Р0, Р:, Р2, Р,, Ртм, Рвых - давления соответственно на входе в регулятор, в полости регулятора до клапана, на выходе из регулятора, в полости чувствительного элемента, командное давление, давление на входе к потребителю соответственно;