กล่องควบคุมแรงดันแก๊สคืออะไร?

ในระบบจ่ายก๊าซธรรมชาติ การจัดการแรงดันไม่ใช่ทางเลือก เป็นข้อกำหนดพื้นฐานทางวิศวกรรม ก กล่องควบคุมแรงดันแก๊ส เป็นตู้ที่ประกอบไว้ล่วงหน้าซึ่งบรรจุส่วนประกอบควบคุมแรงดัน อุปกรณ์ความปลอดภัย และอินเทอร์เฟซการสูบจ่ายไว้ในยูนิตที่ได้รับการป้องกันเพียงตัวเดียว โดยจะรับก๊าซแรงดันสูงจากแหล่งจ่ายหลักและส่งไปที่อุปกรณ์ปลายทางที่เสถียรและต่ำกว่า สำหรับผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อ ผู้รับเหมา และวิศวกรระบบ การทำความเข้าใจอุปกรณ์นี้ในระดับเทคนิคถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับข้อกำหนดที่ถูกต้องและความน่าเชื่อถือของระบบในระยะยาว

หน้าที่หลักและหลักการทำงาน

ภารกิจหลักของก กล่องควบคุมแรงดันแก๊ส คือการลดและทำให้แรงดันจ่ายต้นน้ำคงที่ให้เท่ากับแรงดันจ่ายปลายน้ำที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ความกดดันต้นน้ำในเครือข่ายการกระจายสินค้าในเมืองที่มีแรงดันปานกลางมักอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.1 MPa ถึง 0.4 MPa โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ใช้งานในที่พักอาศัยจะต้องมีแรงดันในการจัดส่งระหว่าง 1,000 Pa ถึง 3,000 Pa กล่องควบคุมจะต้องเชื่อมส่วนต่างนี้อย่างปลอดภัยและต่อเนื่องภายใต้สภาวะการไหลแบบแปรผัน

การควบคุมแรงดันทำงานอย่างไร

ตัวควบคุมภายในตู้ใช้กลไกไดอะแฟรมและสปริง เมื่อความต้องการดาวน์สตรีมเพิ่มขึ้น ไดอะแฟรมจะเบี่ยงตัวและเปิดบ่าวาล์ว ส่งผลให้ก๊าซไหลผ่านได้มากขึ้น เมื่อความต้องการลดลง แรงสปริงจะปิดบ่าวาล์ว วงจรป้อนกลับนี้จะรักษาแรงดันทางออกให้อยู่ภายในแถบพิกัดความเผื่อที่กำหนด ซึ่งโดยทั่วไปจะบวกหรือลบ 5 เปอร์เซ็นต์ของจุดที่ตั้งไว้ ตามที่ระบุไว้ใน EN 334 สำหรับตัวควบคุมแรงดันแก๊ส

ส่วนประกอบสำคัญภายในกล่องควบคุมแรงดันแก๊ส

หน่วยที่ได้รับการกำหนดค่าอย่างสมบูรณ์จะรวมองค์ประกอบการทำงานหลายอย่างเข้าด้วยกัน แต่ละส่วนประกอบมีบทบาทที่กำหนดไว้ในการควบคุมแรงดัน ความปลอดภัย และการตรวจสอบ แอสเซมบลีทั่วไปประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:

• บอลวาล์วทางเข้า: ให้การแยกแหล่งจ่ายไฟต้นทางด้วยตนเองสำหรับการบำรุงรักษาหรือการปิดเครื่องฉุกเฉิน
• ตัวกรองหรือตัวกรอง: กำจัดอนุภาคและเศษท่อก่อนที่ก๊าซจะเข้าสู่ตัวควบคุม หน่วยส่วนใหญ่ใช้องค์ประกอบตาข่ายขนาด 50 ไมครอนหรือละเอียดกว่า
• เครื่องปรับความดัน: องค์ประกอบการควบคุมหลัก โดยจะลดแรงดันต้นน้ำให้เหลือแรงดันส่งที่ต้องการโดยใช้วาล์วกระตุ้นด้วยไดอะแฟรม
• วาล์วปิดสแลม (SSV): อุปกรณ์ความปลอดภัยอัตโนมัติที่จะปิดทันทีหากแรงดันทางออกเกินหรือต่ำกว่าขีดจำกัดที่ตั้งไว้ จำเป็นต้องรีเซ็ตด้วยตนเองหลังจากเปิดใช้งาน
• รีลีฟวาล์ว: ระบายแรงดันส่วนเกินออกสู่บรรยากาศหากตัวควบคุมสร้างแรงดันเกินให้กับสายดาวน์สตรีม เพื่อป้องกันอุปกรณ์เสียหาย
• เกจวัดความดันหรือเครื่องส่งสัญญาณ: ตรวจสอบแรงดันขาเข้าและทางออกแบบเรียลไทม์ เครื่องส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ช่วยให้สามารถบูรณาการ SCกDA ระยะไกลได้
• บอลวาล์วทางออก: ช่วยให้สามารถแยกดาวน์สตรีมได้โดยไม่รบกวนการจ่ายไฟต้นน้ำ

ส่วนประกอบและฟังก์ชันกล่องควบคุมแรงดันแก๊ส

ตารางด้านล่างนี้จะแมปส่วนประกอบหลักแต่ละส่วนกับฟังก์ชันทางวิศวกรรมและมาตรฐานประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องซึ่งโดยทั่วไปอ้างอิงในข้อกำหนดการจัดซื้อ

กล่องควบคุมแรงดันแก๊สกับวาล์วลดแรงดัน

คำทั้งสองนี้บางครั้งใช้แทนกันได้ในเอกสารการจัดซื้อที่ไม่ใช่ด้านเทคนิค แต่จะอธิบายระดับการประกอบที่แตกต่างกัน วาล์วลดแรงดัน (PRV) เป็นอุปกรณ์แบบเส้นเดียว ก กล่องควบคุมแรงดันแก๊ส เป็นระบบที่สมบูรณ์ที่รวม PRV เข้ากับส่วนประกอบด้านความปลอดภัย การแยกส่วน และการตรวจสอบภายในตู้ที่ทนทานต่อสภาพอากาศ ความแตกต่างมีความสำคัญต่อการออกแบบระบบและการปฏิบัติตามกฎระเบียบ

มาตรฐานวัสดุและสิ่งที่แนบมา

โดยทั่วไปตัวตู้จะผลิตจากเหล็กชุบสังกะสี สแตนเลส หรือโพลีเอสเตอร์เสริมใยแก้ว (FRP) การเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง ความลึกของการฝัง และอายุการใช้งานที่คาดหวัง

ข้อกำหนดของกล่องควบคุมแรงดันแก๊สกลางแจ้ง

อ ตู้กล่องควบคุมแรงดันแก๊สกลางแจ้ง ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลายประการพร้อมกัน ต้องทนต่อแรงกระแทกทางกล ความชื้น การเสื่อมสภาพของรังสียูวี และการหมุนเวียนของความร้อน ในตลาดยุโรปส่วนใหญ่ กล่องหุ้มต้องเป็นไปตามระดับการป้องกัน IP44 ขั้นต่ำตาม IEC 60529 รุ่นใต้ดินหรือรุ่นกึ่งฝังต้องมี IP67 หรือสูงกว่า ในตลาดอเมริกาเหนือ การจัดระดับ NEMA 3R หรือ NEMA 4X จะควบคุมระดับการป้องกันที่เทียบเท่ากัน ช่องระบายอากาศต้องมีขนาดเพื่อป้องกันการสะสมของก๊าซอันตราย โดยไม่รวมแมลงและน้ำ ประตูที่ล็อคได้ถือเป็นข้อบังคับในหลักปฏิบัติด้านสาธารณูปโภคและอุตสาหกรรมส่วนใหญ่

กล่องควบคุมแรงดันแก๊สสำหรับก๊าซธรรมชาติ: สถานการณ์การใช้งาน

A กล่องควบคุมแรงดันแก๊ส for natural gas ทำหน้าที่ตามบทบาทของระบบที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับระดับความดันและปริมาณก๊าซที่จัดส่ง

การใช้งานที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์

ที่จุดเริ่มต้นอาคาร โดยทั่วไปยูนิตขนาดกะทัดรัดจะจัดการกับอัตราการไหลตั้งแต่ 6 ลบ.ม./ชม. ถึง 25 ลบ.ม./ชม. และลดการจ่ายแรงดันปานกลาง (0.1 ถึง 0.4 MPa) ไปจนถึงการกระจายแรงดันต่ำ (2,000 Pa) หน่วยเหล่านี้ติดตั้งบนผนังด้านนอกหรือติดตั้งไว้ในช่องระดับพื้นดิน ต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัยของก๊าซในท้องถิ่น เช่น EN 12007-3 ในยุโรปหรือ NFPA 54 ในอเมริกาเหนือ

ระบบท่ออุตสาหกรรม

สถานีควบคุมเขตขนาดใหญ่รองรับการไหลเกิน 500 ลบ.ม./ชม. และอาจรวมระบบสำรองแบบรถไฟคู่ โมดูลตรวจวัดระยะไกล และตู้หุ้มที่ให้ความร้อนสำหรับการใช้งานในสภาพอากาศหนาวเย็น ระบบเหล่านี้เชื่อมต่อกับเครือข่าย SCADA และให้ข้อมูลแรงดันและการไหลอย่างต่อเนื่องไปยังศูนย์ควบคุมเครือข่าย

ข้อกำหนดในการติดตั้งกล่องควบคุมแรงดันแก๊ส

การติดตั้งที่ถูกต้องจะกำหนดทั้งประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยและอายุการใช้งาน ข้อกำหนดต่อไปนี้ใช้กับกรอบการกำกับดูแลส่วนใหญ่ และควรได้รับการตรวจสอบเทียบกับรหัสทางเทคนิคของหน่วยงานก๊าซในพื้นที่ก่อนการจัดซื้อขั้นสุดท้าย:

• ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดประกายไฟ: โค้ดส่วนใหญ่กำหนดให้ต้องมีระยะห่างอย่างน้อย 1 เมตรจากแผงไฟฟ้า มิเตอร์ และอุปกรณ์เปิดเปลวไฟ
• การระบายอากาศ: เปลือกหุ้มต้องจัดให้มีการระบายอากาศตามธรรมชาติหรือเชิงกลเทียบเท่ากับอย่างน้อย 1 เปอร์เซ็นต์ของปริมาตรของเปลือกหุ้มต่อชั่วโมง เพื่อป้องกันการสะสมของก๊าซ
• การรองรับและการวางแนวท่อ: ท่อทางเข้าและทางออกต้องได้รับการสนับสนุนอย่างอิสระเพื่อป้องกันความเครียดทางกลบนหน้าแปลนตัวตัวควบคุม
• การทดสอบแรงดันก่อนเริ่มเดินเครื่อง: ส่วนประกอบทั้งหมดจะต้องผ่านการทดสอบการรั่วที่ 1.5 เท่าของแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต (MAOP) ตามรหัสท่อที่เกี่ยวข้อง
• ข้อกำหนดในการเข้าถึง: ประตูตู้ต้องเปิดจนสุดโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง โซนใสอย่างน้อย 600 มม. ด้านหน้าตู้เป็นมาตรฐานในข้อกำหนดด้านสาธารณูปโภค
• การต่อลงดินและการเชื่อม: เปลือกโลหะและส่วนประกอบโลหะภายในทั้งหมดจะต้องเชื่อมต่อทางไฟฟ้าเข้ากับระบบสายดินของอาคารหรือท่อตามมาตรฐาน IEC 60079-14 หรือเทียบเท่า
• การป้องกันการกัดกร่อนสำหรับหน่วยฝัง: กล่องหุ้มใต้ดินต้องมีการป้องกันแคโทดหรือระบบการเคลือบที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการฝังโดยตรงตาม NACE SP0169 หรือเทียบเท่า

รายการตรวจสอบการจัดซื้อจัดจ้างสำหรับผู้ซื้อ B2B

สำหรับผู้จัดจำหน่ายและผู้รับเหมาที่จัดหาในปริมาณมาก เกณฑ์ทางเทคนิคต่อไปนี้ควรปรากฏในคำขอใบเสนอราคา (RFQ) หรือข้อกำหนดการซื้อทุกครั้ง:

• อัตราแรงดันขาเข้าและขาออก: ระบุแรงดันขาเข้าสูงสุดที่อนุญาต (MAIP) และแรงดันขาออกที่ต้องการพร้อมแถบพิกัดความเผื่อ
• ความจุการไหล (Qmax): ระบุการไหลการออกแบบสูงสุดในหน่วย m3/ชม. ที่สภาวะมาตรฐาน (0 องศา C, 101.325 kPa)
• ขนาดการเชื่อมต่อและมาตรฐาน: ระบุขนาดหน้าแปลน พิกัด (เช่น DN50 PN16) และมาตรฐานหันหน้า (เช่น ASME B16.5 หรือ EN 1092-1)
• เครื่องหมายรับรอง: ต้องมีเครื่องหมาย CE พร้อมหมายเลขตัวถังที่แจ้งให้ทราบสำหรับตลาดสหภาพยุโรป หรือการรับรอง AGA/CSA สำหรับห่วงโซ่อุปทานในอเมริกาเหนือ
• ระดับ IP หรือ NEMA ของช่องใส่: ระบุระดับการป้องกันขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง
• การตั้งค่าทริปวาล์วสแลม: กำหนดเกณฑ์การเดินทางแรงดันสูงและแรงดันต่ำ และยืนยันประเภทการรีเซ็ตด้วยตนเองหรืออัตโนมัติ
• ใบรับรองวัสดุ: ขอใบรับรองวัสดุ EN 10204 3.1 สำหรับชิ้นส่วนรับความดันในบริการแรงดันสูงหรือก๊าซเปรี้ยว

คำถามที่พบบ่อย

1. โดยทั่วไปแล้วกล่องควบคุมแรงดันแก๊สจะรับแรงดันได้ในช่วงใด

หน่วยที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ยอมรับแรงดันทางเข้าตั้งแต่ 0.01 MPa ถึง 0.4 MPa และจ่ายแรงดันทางออกระหว่าง 1,000 Pa ถึง 10,000 Pa หน่วยอุตสาหกรรมสามารถรองรับแรงดันทางเข้าได้สูงถึง 1.6 MPa หรือสูงกว่า ระดับแรงดันเฉพาะจะถูกประทับบนแผ่นป้ายตัวควบคุม และต้องตรงกับแรงดันการออกแบบท่อ ตรวจสอบแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาตก่อนการติดตั้งทุกครั้ง

2. กล่องควบคุมแรงดันแก๊สต้องมีการบำรุงรักษาบ่อยแค่ไหน?

กฎเกณฑ์ด้านสาธารณูปโภคและอุตสาหกรรมส่วนใหญ่กำหนดให้ต้องมีการตรวจสอบการทำงานของวาล์วสแลมและวาล์วระบายเป็นประจำทุกปี ควรตรวจสอบองค์ประกอบตัวกรองทุกๆ 12 เดือน และเปลี่ยนใหม่เมื่อแรงดันตกคร่อมตัวกรองเกิน 0.5 kPa ภายใต้สภาวะการไหลปกติ การบริการเต็มรูปแบบ รวมถึงการตรวจสอบไดอะแฟรมและที่นั่ง โดยทั่วไปจะมีกำหนดทุกๆ 3 ถึง 5 ปี ขึ้นอยู่กับคุณภาพก๊าซและเวลาทำการ

3. อะไรคือความแตกต่างระหว่างการกำหนดค่าตัวควบคุมแบบแอ็คทีฟและมอนิเตอร์?

ในการกำหนดค่าจอภาพ มีการติดตั้งตัวควบคุมสองตัวแบบอนุกรม หน่วยอัปสตรีม (จอภาพ) ตั้งอยู่เหนือจุดที่ตั้งไว้เล็กน้อยในการทำงาน ภายใต้สภาวะปกติ ตัวควบคุมแบบแอคทีฟดาวน์สตรีมจะควบคุมแรงดัน หากตัวควบคุมที่ใช้งานอยู่ไม่เปิด เครื่องมอนิเตอร์จะเข้าควบคุมโดยอัตโนมัติ เพื่อป้องกันแรงดันเกินของระบบดาวน์สตรีม การกำหนดค่านี้จำเป็นในรหัสอรรถประโยชน์จำนวนมากสำหรับสถานีเขตความกดอากาศปานกลางถึงสูง

4. กล่องควบคุมแรงดันแก๊สสามารถใช้กับก๊าซอื่นที่ไม่ใช่ก๊าซธรรมชาติได้หรือไม่?

ใช่. หน่วยที่ออกแบบมาสำหรับการบริการก๊าซธรรมชาติมักจะสามารถปรับให้เข้ากับก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) ก๊าซชีวภาพ และก๊าซเชื้อเพลิงที่ไม่กัดกร่อนอื่นๆ โดยการเปลี่ยนอีลาสโตเมอร์ภายในและชุดสปริง อย่างไรก็ตาม การรับรองเดิมจะใช้กับประเภทก๊าซที่ระบุไว้บนแผ่นป้ายเท่านั้น การใช้หน่วยนอกประเภทก๊าซที่ผ่านการรับรองโดยไม่มีการรับรองซ้ำถือเป็นการละเมิดกฎระเบียบในเขตอำนาจศาลส่วนใหญ่ ยืนยันความเข้ากันได้ของวัสดุเสมอและรับรองอีกครั้งหากองค์ประกอบของก๊าซเปลี่ยนแปลง

อ้างอิง

• คณะกรรมาธิการยุโรปเพื่อการมาตรฐาน EN 334: อุปกรณ์ปรับแรงดันแก๊สสำหรับแรงดันขาเข้าสูงสุด 100 บาร์ . CEN, บรัสเซลส์
• คณะกรรมาธิการยุโรปเพื่อการมาตรฐาน EN 14382: อุปกรณ์ความปลอดภัยสำหรับสถานีควบคุมแรงดันแก๊สและการติดตั้ง - อุปกรณ์ปิดความปลอดภัยแรงดันแก๊สสำหรับแรงดันขาเข้าสูงสุด 100 บาร์ . CEN, บรัสเซลส์
• คณะกรรมาธิการยุโรปเพื่อการมาตรฐาน EN 12007-3: โครงสร้างพื้นฐานของแก๊ส - ท่อสำหรับแรงดันใช้งานสูงสุดถึงและรวม 16 บาร์ส่วนที่ 3: ข้อกำหนดการทำงานเฉพาะสำหรับเหล็ก . CEN, บรัสเซลส์
• สมาคมป้องกันอัคคีภัยแห่งชาติ NFPA 54: รหัสก๊าซเชื้อเพลิงแห่งชาติ . NFPA, ควินซี, แมสซาชูเซตส์
• คณะกรรมาธิการไฟฟ้าเทคนิคระหว่างประเทศ IEC 60529: องศาการป้องกันโดยสิ่งห่อหุ้ม (รหัส IP) . IEC, เจนีวา
• เอ็นเออี อินเตอร์เนชั่นแนล SP0169: การควบคุมการกัดกร่อนภายนอกบนระบบท่อโลหะใต้ดินหรือใต้น้ำ . NACE, ฮูสตัน, TX