در این بخش از مقالات مهام مارکت به بررسی بخش دوم مقاله مبانی طراحی ایستگاه تقلیل فشار و اندازه گیری گاز موضوع شیر آلات ایستگاه تقلیل فشار گاز می پردازیم.

انواع شیر و انتخاب آنها در ایستگاه تقلیل فشار گاز:

• شیرهای کنترل مانند انواع شیرهای برقی

• شیرهای جداکننده

• شیرهای ارتباطی اجزاء کنترل

شیرهای جداکننده Valves Isolating :

• شیرهای سماوری Valves Plug

• شیرهای توپکی Valves Ball

• شیرهای پروانه ایValves Butterfly

• شیرهای سوزنی Valves Needle

شیرهای سماوری :

شیرهای سماوری Plug valves به طور گسترده ای در صنایع گاز کاربرد دارند. طراحی شیرها به صورتی انجام شده است که :

1. جهت نصب به فضای کمتری نیاز دارند و نصب آنها بسیار ساده می باشد.
2. قابلیت روانکاری از خارج بدنه شیر امکان پذیر می باشد.

از دیدگاه نصب این شیرها به سه دسته زیر تقسیم می شوند:

1. فلنجی
2. بدون فلنج (جوشی)
3. شیرهای دنده ای

برای سفارش شیرهای سماوری Plug valves به چه نکاتی باید دقت کرد:

1. سایز شیر
2. کلاس فشار (…ANSI)
3. نوع اتصال انتهای شیر
4. طول شیر یعنی فاصله End to End
5. نوع عملکرد شیر operation
6. ارتفاع دسته شیر در صورتی که نیاز به شیر دسته بلند باشد باید در سفارش قید شود.
7. لوازم جانبی نظیر تجهیزات جهت قفل کردن و…

موارد کاربرد شیرهای سماوری Plug valves:

• شیرهای پلاگ بعنوان Isolating Valves در ابتدا و انتهای اجزای ایستگاه قرار داده می شود:

به عنوان مثال:
در ورودی و خروجی فیلتر سپراتور، فیلتر خشک، هیتر و اسکرابر و نیز در سر راه ورود و خروج ایستگاه تقلیل فشار گاز از آن استفاده می گردد.

مقاومت بالای این شیر در مقابل Errosion موجب انتخاب این شیر در ابتدای ایستگاه تقلیل فشار گاز می باشد.

شیرهای توپکی(Ball-Valves) :

کاربرد شیرهای توپکی عمدتاً در صنایع گاز بسیار زیاد می باشد.
قابلیت آب بندی بسیار بالا و تحمل فشارهای داخلی و خارجی از محسنات این شیرها می باشد.
تفاوت این شیرها با شیرهای سماوری در این است که قسمت گردنده آن (plug-part) به شکل کره می باشد و حال آنکه در شیرهای سماوری این قسمت به صورت یک مخروط ناقص می باشد.
این شیرها امروزه در انواع مختلف از نظر دسترسی جهت تعمیرات و سهولت نصب آن ها در خطوط گاز به کار گرفته می شوند.

به لحاظ عملکرد شیرهای توپکی به دو نوع عمده تقسیم می شوند:

1. Full-Bore
2. Reduced-Bore

در شیرهای  Full-Bore سطح عبور گاز مساوی سطح فلنج ورودی یا خروجی شیر می باشد ولی در شیرهای Reduced-Bore سطح عبور گاز از سطح فلنج های ورودی و خروجی کمی کمتر می باشد. بنابراین افت فشار بیشتری دارد.

در خطوط گاز به ویژه به دلیل استفاده از Pig جهت تمیز کردن خط الزم است از شیرهای Ball و به ویژه از نوع (Full-Bore) استفاده می گردد.

 از دیگر مزایای شیرهای توپکی, افت فشار بسیار ناچیز آن در حالت کاملا باز می باشد.

انواع ساخت:

شیرهای توپکی در سه نوع کلی ساخته می شوند:

تمام جوش: در این نوع شیرها تمام بدنه جوش خورده است و به اجزاء داخلی شیر امکان دسترسی نمی باشد.

امکان دسترسی از فوق: در این نوع شیر امکان دسترسی به اجزاء شیر از قسمت فوقانی بدنه شیر میسر می باشد و بنابراین جهت تعمیرات اجزاء آن نیاز به باز کردن شیر از مسیر خود نمی باشد.

بدنه مجزا: بدنه شیر از دو قسمت مجزا که با یکدیگر توسط پیچ و مهره متصل می باشند تشکیل شده است و برای دسترسی به اجزای شیر باید شیر از جای خود باز شود.

استاندارد شیرهای توپکی:

استاندارد شیرهای توپکی کلاس 300 برابر IGS-PL-010-P2 و برای کلاس IGS-PL-010-P3 شرکت ملی گاز ایران می باشد.
برای جنس استانداردهای ASTM-A216 GR WCB/WCC یا ASTM A105 یا ASTM A516 GR 70 در استاندارد فوق پیش بینی شده است.

موارد کاربرد شیرهای توپکی Ball:

افت فشار کم ، سهولت سرویس و نیز آب بندی خیلی خوب از مزایای این نوع شیرها می باشد تنها نقطه ضعف آنها در مقابل پدیده Errosion می باشد .
بنابراین می توان بخوبی در بخش هایی از ایستگاه تقلیل فشار گاز که ذرات ناخالصی گاز حذف شده است مورد استفاده قرار گیرد.

به دلیل هم قطر بودن قطر محفظه عبوری شیر با قطر لوله , از این شیر در نقاط انشعاب از خط لوله اصلی استفاده می شود (در عملیات (Hot tap).

افت فشار بحرانی در شیرها :

نکته ای که در محاسبات اندازه شیر بسیار اهمیت دارد تعیین افت فشار بحرانی می باشد چون باید مقدار افت فشار در شیر از میزان افت فشار بحرانی کمتر باشد.

در این فرمول:

ΔΡ=افت فشار بحرانی

Ρ1=فشار ورودی به شیر بر حسب PSIA

Rƒ=Recovery Factor که عددی است بدون بعد و از طرف سازندگان شیر داده می شود و معمولا برابر 0.8 می باشد.

• مثال افت فشار بحرانی در یک شیر Ball با فشار ورودی 1000PSIG :

 453=²(0.8)×(1000+14.7)×0.5=ΔP

بنابراین هر شیری که در آن با فشار ورودی 1000PSIG افت فشاری کمتر از مقدار فوق ایجاد نماید در پایین تر از افت فشار بحرانی کار می کند.

محاسبه اندازه شیر بر حسب میزان جریان:

به منظور محاسبه اندازه شیر، لازم است ابتدا ضریب جریان (Flow-Coefficient=CV) تعریف شود که امروزه تمام سازندگان شیر در جهان به منظور تعیین افت فشار شیرها در مسیر جریان سیال از این ضریب استفاده می نمایند.

ضریب جریان برای عبور گازها از شیرآلات از طریق دو فرمول ذیل محاسبه می گردد:

در این فرمول ها:

Cv = ضریب جریان

Qa= مقدار جریان گاز در شرایط استاندارد بر حسب SCFH

G= دانسیته نسبی

T= درجه حرارت بر حسب فارنهایت

ΔP= بر حسب PSI

P2= بر حسب PSIA

فیلتراسیون :

در تمام خطوط لوله گاز معموال ذرات و آلودگی های خاصی وجود دارد که شامل ذرات زنگ لوله، رسوبات، میعانات گازی و ذرات جامد ریز می باشد.

به دو دلیل عمده باید از گاز ورودی به ایستگاه و نهایتاً از گاز مصرفی حذف گردند:

• جهت جلوگیری از صدمات وارده به دستگاه های ابزار دقیق ایستگاه نظیر کنتور رگوالتور و غیره .
• تامین استاندارد های گاز جهت تحویل به مصرف کننده .

مبانی تئوری فیلتراسیون :

فیلتراسیون یا جدا کردن ذرات جامد و مایع از جریان گاز مبتنی بر یکی از اصول زیر می باشد.

نیروی گریز از مرکز: به وسیله اختالف نیروی وارده بر مایع یا جامد نسبت به گاز، ذرات جامد یا مایع به طرف دیواره دستگاه سپراتور هدایت می شود و گاز خارج می گردد.

نیروی جاذبه: جدا شدن به وسیله نیروی جاذبه وقتی رخ می دهد که وزن ذره معلق در گاز بیش از نیروی کشش سطحی گاز باشد.

اینرسی: به دلیل اختلاف اینرسی ذرات بزرگتر از 3 میکرون نسبت به ملکولهای گاز در بر خورد با مانع, این ذرات در محدوده اطراف آن مانع از جریان گاز جدا می شوند.

جدا کردن مستقیم: ذرات Micron 1-3 در هنگام عبور از کنار یک لیف به جداره لیف چسبیده و از مسیر جریان گاز حذف می شوند.

انواع دستگاه های فیلتراسیون در ایستگاه تقلیل فشار گاز :

1. ته نشینی ثقلی
2. نیروهای گریز از مرکز
3. .تماس ذره با یک سطح
4. .فیلتراسیون: عبور گاز از الیاف خاص به منظور جداسازی ذرات

انواع فیلتر:

در ایستگاه های تقلیل گاز از سه نوع جدا کننده زیر استفاده می گردد:

1. فیلتر سپاتور
2. اسکرابر
3. فیلتر خشک

شیر تنظیم فشار :(Regulator) طبق SPEC-SR100 شرکت ملی گاز ایران:

هدف از تنظیم اتوماتیک فشار (تنظیم و کاهش فشار به مقدار معین) ثابت نگاه داشتن فشارگاز مورد نیاز مصرف کننده می باشد.

به منظور انجام این هذف سیستم کنترل باید قادر باشد چهار موضوع را انجام داد.

1.اندازه گیری فشار خروجی و یا خروجی Output سیستم.
2 .مقایسه این خروجی با مقدار مورد دلخواه و فشار ورودی .
3 .تحلیل و مقایسه فشار خروجی و فشار تنظیم شده.
4 .نهایتاً صدور فرمان مورد نیاز جهت تنظیم ساختار کنترل.

برای مشاهده و خرید انواع شیر برقی گازی مورد استفاده در ایستگاه تقلیل فشار گاز کلیک نمایید…

مطالب مشابه:

مبانی طراحی ایستگاه تقلیل فشار و اندازه گیری گاز -قسمت اول

مبانی طراحی ایستگاه تقلیل فشار گاز و اندازه گیری گاز -قسمت سوم