ما هو صندوق تنظيم ضغط الغاز؟

في أنظمة توزيع الغاز الطبيعي، إدارة الضغط ليست اختيارية. إنه متطلب هندسي أساسي. أ صندوق تنظيم ضغط الغاز عبارة عن حاوية مجمعة مسبقًا تحتوي على مكونات تنظيم الضغط وأجهزة السلامة وواجهات القياس في وحدة محمية واحدة. فهو يقبل الغاز عالي الضغط من مصدر الإمداد الرئيسي ويسلمه بضغط مستقر ومنخفض إلى معدات الاستخدام النهائي. بالنسبة لمديري المشتريات والمقاولين ومهندسي الأنظمة، يعد فهم هذا الجهاز على المستوى الفني أمرًا ضروريًا للمواصفات الصحيحة وموثوقية النظام على المدى الطويل.

الوظيفة الأساسية ومبدأ التشغيل

المهمة الأساسية أ صندوق تنظيم ضغط الغاز هو تقليل واستقرار ضغط العرض في المنبع إلى ضغط التسليم المحدد مسبقًا في المصب. تتراوح الضغوط الأولية في شبكات التوزيع الحضرية ذات الضغط المتوسط ​​عادة من 0.1 ميجا باسكال إلى 0.4 ميجا باسكال. تتطلب معدات الاستخدام النهائي السكنية عادةً ضغط توصيل يتراوح بين 1000 باسكال و3000 باسكال. ويجب أن يقوم صندوق التنظيم بسد هذا الفرق بأمان وبشكل مستمر في ظل ظروف التدفق المتغيرة.

كيف يعمل تنظيم الضغط

يستخدم المنظم الموجود داخل العلبة آلية الحجاب الحاجز والربيع. عندما يزداد الطلب في اتجاه مجرى النهر، ينحرف الحجاب الحاجز ويفتح مقعد الصمام، مما يسمح بمرور المزيد من الغاز. عندما ينخفض ​​الطلب، تغلق قوة الزنبرك مقعد الصمام. تحافظ حلقة التغذية المرتدة هذه على ضغط المخرج ضمن نطاق تسامح محدد، عادةً زائد أو ناقص 5 بالمائة من نقطة الضبط، كما هو محدد في EN 334 لمنظمات ضغط الغاز.

المكونات الرئيسية داخل صندوق تنظيم ضغط الغاز

تدمج الوحدة المكونة بالكامل عناصر وظيفية متعددة. يخدم كل مكون دورًا محددًا في التحكم في الضغط والسلامة والمراقبة. يتضمن التجميع النموذجي ما يلي:

• مدخل صمام الكرة: يوفر العزل اليدوي لإمدادات المنبع للصيانة أو الإغلاق في حالات الطوارئ.
• الفلتر أو المصفاة: يزيل الجسيمات وحطام خطوط الأنابيب قبل دخول الغاز إلى المنظم. تستخدم معظم الوحدات عنصرًا شبكيًا بحجم 50 ميكرون أو أدق.
• منظم الضغط: عنصر التحكم الأساسي. إنه يقلل الضغط المنبع إلى ضغط التسليم المطلوب باستخدام صمام يعمل بغشاء.
• صمام الإغلاق (SSV): جهاز أمان تلقائي يغلق على الفور إذا تجاوز ضغط المخرج الحدود المحددة مسبقًا أو انخفض عنها. يتطلب إعادة تعيين يدوي بعد التنشيط.
• صمام الإغاثة: يقوم بتهوية الضغط الزائد إلى الغلاف الجوي إذا قام المنظم بالضغط الزائد على خط المصب، مما يمنع تلف المعدات.
• مقياس الضغط أو الارسال: يراقب ضغط المدخل والمخرج في الوقت الحقيقي. تتيح أجهزة الإرسال الإلكترونية تكامل SCأDA عن بعد.
• صمام الكرة المخرج: يسمح بعزل المصب دون إزعاج العرض المنبع.

مكونات ووظيفة صندوق تنظيم ضغط الغاز

يوضح الجدول أدناه كل مكون رئيسي لوظيفته الهندسية ومعايير الأداء ذات الصلة التي يشار إليها عادةً في مواصفات المشتريات.

صندوق تنظيم ضغط الغاز مقابل صمام تخفيض الضغط

يتم استخدام هذين المصطلحين أحيانًا بالتبادل في مستندات الشراء غير الفنية، لكنهما يصفان مستويات مختلفة من التجميع. صمام تخفيض الضغط (PRV) هو جهاز ذو خط واحد. أ صندوق تنظيم ضغط الغاز هو نظام كامل يشتمل على PRV بالإضافة إلى مكونات السلامة والعزل والمراقبة داخل حاوية مقاومة للطقس. الاختلافات كبيرة بالنسبة لتصميم النظام والامتثال التنظيمي.

معايير المواد والضميمة

عادةً ما يتم تصنيع هيكل العلبة من الفولاذ المجلفن أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو البوليستر المقوى بالألياف الزجاجية (FRP). يعتمد اختيار المواد على بيئة التثبيت وعمق الدفن وعمر الخدمة المتوقع.

متطلبات حاوية صندوق تنظيم ضغط الغاز الخارجي

ان حاوية صندوق تنظيم ضغط الغاز في الهواء الطلق يجب أن تلبي عدة متطلبات متزامنة. يجب أن يقاوم التأثير الميكانيكي، ودخول الرطوبة، وتدهور الأشعة فوق البنفسجية، والتدوير الحراري. في معظم الأسواق الأوروبية، يجب أن تستوفي العبوات الحد الأدنى من فئة الحماية IP44 وفقًا للمعيار IEC 60529. وتتطلب النماذج الموجودة تحت الأرض أو شبه المدفونة IP67 أو أعلى. في أسواق أمريكا الشمالية، تحكم تقييمات NEMA 3R أو NEMA 4X مستويات الحماية المكافئة. يجب أن تكون فتحات التهوية بحجم مناسب لمنع تراكم الغازات الخطرة مع استبعاد الحشرات والمياه. تعتبر الأبواب القابلة للقفل إلزامية في معظم قوانين المرافق والصناعات.

صندوق تنظيم ضغط الغاز للغاز الطبيعي: سيناريوهات التطبيق

A صندوق تنظيم ضغط الغاز for natural gas يخدم أدوارًا مختلفة للنظام اعتمادًا على طبقة الضغط وحجم الغاز الذي يتم توصيله.

الاستخدام السكني والتجاري

عند نقطة دخول المبنى، تتعامل الوحدة المدمجة عادةً مع معدلات التدفق من 6 م3/ساعة إلى 25 م3/ساعة وتقلل من إمدادات الضغط المتوسط (0.1 إلى 0.4 ميجاباسكال) لتوزيع الضغط المنخفض (2000 باسكال). يتم تركيب هذه الوحدات على الجدران الخارجية أو وضعها في منافذ على مستوى الأرض. ويجب عليهم الالتزام بلوائح سلامة الغاز المحلية مثل EN 12007-3 في أوروبا أو NFPA 54 في أمريكا الشمالية.

أنظمة خطوط الأنابيب الصناعية

تتعامل محطات تنظيم المناطق الأكبر حجمًا مع التدفقات التي تتجاوز 500 متر مكعب في الساعة وقد تتضمن تكرار القطار المزدوج ووحدات القياس عن بعد ومرفقات ساخنة للتشغيل في المناخ البارد. تتصل هذه الأنظمة بشبكات SCADA وتوفر بيانات الضغط والتدفق المستمر لمراكز التحكم في الشبكة.

متطلبات تركيب صندوق تنظيم ضغط الغاز

يحدد التثبيت الصحيح أداء السلامة وعمر الخدمة. تنطبق المتطلبات التالية على معظم الأطر التنظيمية ويجب التحقق منها وفقًا للكود الفني لهيئة الغاز المحلية قبل الشراء النهائي:

• التخليص من مصادر الاشتعال: يلزم وجود مسافة لا تقل عن متر واحد عن اللوحات الكهربائية والعدادات ومعدات اللهب المكشوف في معظم الأكواد.
• التهوية: يجب أن توفر العبوات تهوية طبيعية أو ميكانيكية تعادل ما لا يقل عن 1 بالمائة من حجم الحظيرة في الساعة لمنع تراكم الغاز.
• دعم الأنابيب والمحاذاة: يجب دعم أنابيب المدخل والمخرج بشكل مستقل لمنع الضغط الميكانيكي على حواف جسم المنظم.
• اختبار الضغط قبل التشغيل: يجب أن يجتاز التجميع الكامل اختبار التسرب بمقدار 1.5 مرة من الحد الأقصى لضغط التشغيل المسموح به (MAOP) وفقًا لرموز خطوط الأنابيب المعمول بها.
• متطلبات الوصول: يجب أن يفتح باب العلبة بالكامل دون عائق. تعد المنطقة الواضحة التي لا تقل عن 600 مم أمام الخزانة أمرًا قياسيًا في مواصفات المرافق.
• التأريض والترابط: يجب ربط العبوات المعدنية وجميع المكونات المعدنية الداخلية كهربائيًا بنظام التأريض للمبنى أو خط الأنابيب وفقًا للمواصفة IEC 60079-14 أو ما يعادلها.
• الحماية من التآكل للوحدات المدفونة: تتطلب العبوات تحت الأرض حماية كاثودية أو نظام طلاء مُصنف للدفن المباشر وفقًا لـ NACE SP0169 أو ما يعادله.

قائمة مراجعة المشتريات للمشترين B2B

بالنسبة للموزعين والمقاولين الذين يقومون بالتوريد بكميات كبيرة، يجب أن تظهر المعايير الفنية التالية في كل طلب عرض أسعار (RFQ) أو مواصفات الشراء:

• تصنيفات ضغط المدخل والمخرج: حدد الحد الأقصى لضغط المدخل المسموح به (MAIP) وضغط المخرج المطلوب مع نطاق التسامح.
• سعة التدفق (قماكس): حدد الحد الأقصى للتدفق التصميمي بالمتر المكعب/الساعة في الظروف القياسية (0 درجة مئوية، 101.325 كيلو باسكال).
• حجم الاتصال والمعيار: حدد حجم الحافة، وتصنيفها (على سبيل المثال، DN50 PN16)، ومعيار المواجهة (على سبيل المثال، ASME B16.5 أو EN 1092-1).
• علامة الشهادة: يلزم وضع علامة CE مع رقم الهيئة المُبلغ عنه لأسواق الاتحاد الأوروبي، أو شهادة AGA/CSA لسلاسل التوريد في أمريكا الشمالية.
• الضميمة IP أو تصنيف NEMA: حدد الحد الأدنى لفئة الحماية المطلوبة لبيئة التثبيت.
• إعدادات رحلة الصمام المغلق: حدد عتبات رحلة الضغط العالي والضغط المنخفض وتأكد من نوع إعادة الضبط اليدوي أو التلقائي.
• شهادات المواد: اطلب شهادات المواد EN 10204 3.1 للأجزاء الحاملة للضغط في خدمة الغاز عالي الضغط أو الغاز الحامض.

الأسئلة المتداولة

1. ما هو نطاق الضغط الذي يتعامل معه عادةً صندوق تنظيم ضغط الغاز؟

تقبل معظم الوحدات السكنية والتجارية ضغوط الدخول من 0.01 ميجا باسكال إلى 0.4 ميجا باسكال وتوفر ضغوط مخرج تتراوح بين 1000 باسكال و10000 باسكال. يمكن للوحدات الصناعية التعامل مع ضغوط مدخل تصل إلى 1.6 ميجا باسكال أو أعلى. يتم ختم فئة الضغط المحددة على لوحة اسم المنظم ويجب أن تتوافق مع ضغط تصميم خط الأنابيب. تحقق دائمًا من الحد الأقصى لضغط التشغيل المسموح به قبل التثبيت.

2. كم مرة يحتاج صندوق تنظيم ضغط الغاز إلى الصيانة؟

تتطلب معظم قوانين المرافق والصناعات إجراء فحص سنوي لصمام الإغلاق ووظيفة صمام التنفيس. يجب فحص عناصر الفلتر كل 12 شهرًا واستبدالها عندما يتجاوز انخفاض الضغط عبر الفلتر 0.5 كيلو باسكال في ظل ظروف التدفق العادية. تتم عادةً جدولة الخدمة الكاملة، بما في ذلك فحص الحجاب الحاجز والمقعد، كل 3 إلى 5 سنوات، اعتمادًا على جودة الغاز وساعات التشغيل.

3. ما هو الفرق بين التكوين النشط ومنظم الشاشة؟

في تكوين الشاشة، يتم تثبيت منظمين على التوالي. يتم ضبط الوحدة الأولية (الشاشة) أعلى قليلاً من نقطة ضبط العمل. في ظل الظروف العادية، يتحكم المنظم النشط في اتجاه مجرى النهر في الضغط. إذا فشل المنظم النشط في الفتح، فإن جهاز المراقبة يتولى المهمة تلقائيًا، مما يمنع الضغط الزائد للنظام النهائي. هذا التكوين مطلوب في العديد من رموز المرافق لمحطات المناطق ذات الضغط المتوسط ​​إلى العالي.

4. هل يمكن استخدام صندوق تنظيم ضغط الغاز للغازات الأخرى غير الغاز الطبيعي؟

نعم. غالبًا ما يمكن تكييف الوحدات المصممة لخدمة الغاز الطبيعي مع غاز البترول المسال (LPG) والغاز الحيوي وغازات الوقود الأخرى غير المسببة للتآكل عن طريق تغيير اللدائن الداخلية ومجموعات النوابض. ومع ذلك، تنطبق الشهادة الأصلية فقط على نوع الغاز المحدد في لوحة الاسم. يعد استخدام وحدة خارج نوع الغاز المعتمد دون إعادة الاعتماد بمثابة انتهاك تنظيمي في معظم الولايات القضائية. تأكد دائمًا من توافق المواد وأعد التصديق في حالة تغير تركيبة الغاز.

المراجع

• اللجنة الأوروبية للتوحيد القياسي. EN 334: منظمات ضغط الغاز لضغوط الدخول حتى 100 بار . CEN، بروكسل.
• اللجنة الأوروبية للتوحيد القياسي. EN 14382: أجهزة السلامة لمحطات ومنشآت تنظيم ضغط الغاز - أجهزة إغلاق أمان ضغط الغاز لضغوط المدخل حتى 100 بار . CEN، بروكسل.
• اللجنة الأوروبية للتوحيد القياسي. EN 12007-3: البنية التحتية للغاز - خطوط الأنابيب لأقصى ضغط تشغيل يصل إلى 16 بار، الجزء 3: المتطلبات الوظيفية المحددة للصلب . CEN، بروكسل.
• الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق. NFPA 54: الكود الوطني لغاز الوقود . NFPA، كوينسي، MA.
• اللجنة الكهروتقنية الدولية. IEC 60529: درجات الحماية التي توفرها العبوات (رمز IP) . اللجنة الانتخابية المستقلة، جنيف.
• نيس الدولية. SP0169: التحكم في التآكل الخارجي في أنظمة الأنابيب المعدنية تحت الأرض أو المغمورة . NACE، هيوستن، تكساس.