Ausgabe 1/004 Seite 12 f. |
Ausbildung
Fachbericht (Beschreibung/Skizze) Nr.:
1 Woche: 3Thema:
GasdruckregelgeräteErdgas ist heute einer der wichtigsten Energieversorger und aus der Technik nicht mehr wegzudenken. Der Druck des angelieferten Gases liegt mit 1 bis 4 bar weit über dem zulässigen Druck der Gasverbrauchsstellen. Um den erforderlichen Betriebsdruck an Gasverbrauchseinrichtungen in der Industrie von max. 100 mbar und in Haushalten von ca. 20 mbar für verbrennungstechnische Vorgänge zu erreichen bzw. zu begrenzen, ist eine Druckregelung erforderlich. In Abhängigkeit der Aufgabenstellung ist das Regelgerät auszuwählen und einzustellen.
Bestandteile eines Gasdruckregelgerätes
In einem Gehäuse sind die notwendigen Bauteile funktionsabhängig eingesetzt. In Fließrichtung gesehen, wird das Medium mit einem eingangsseitig meist schwankenden hohen Druck pe zum Stellglied geführt und durchströmt die Regelstrecke. Die Regeleinrichtung, bestehend aus der Arbeitsmembrane, der Sollwertfeder und dem Sollwerteinsteller öffnet oder schließt die Regelstrecke, wodurch der Volumenstrom bei niedrigerem jedoch gleich bleibendem Ausgangsdruck pa gedrosselt oder erhöht wird.
- Stellglied: Drosseleinrichtung zur Durchflussänderung.
- Stellantrieb: Bewirkt die Veränderung des Stellgliedes.
- Regler: Einrichtung zum Einstellen des Sollwertes, Erfassen der Regelgröße, zum Vergleichen mit dem Sollwert, zur Bildung der Eingangsgröße für den Stellantrieb.
Die Aufgabe des Druckreglers ist es, den Ausgangsdruck (Regelgröße) konstant zu halten, und zwar unabhängig von Störgrößen wie Eingangsdruckschwankungen oder Durchflussänderungen. Dies erfolgt durch Änderungen der Stellgröße (Stellgliedstellung).
Kennwerte für die Auslegung eines Regelgerätes
- Eingangsdruck pe
- Ausgangsdruck pa
- Durchflussmenge Q
- durchfließendes Medium
Ergänzend können erforderlich sein:
- Regelaufgabe
- Regelabweichung
- Druckstufe
- mit/ohne Sicherheitsabsperrventil
- Thermische Auslösung/HTB
- Flanschbild
- Geräuschentwicklung
- Einbaulage
- Montagemöglichkeiten
- Wartungsmöglichkeiten
Es werden zwei Bauarten unterschieden:
- direkt (ohne Hilfsenergie) Gasdruckregler
- indirekt (mit Hilfsenergie) Gasdruckregler
Direkte Gasdruckregelgeräte
Stellglied, Stellantrieb und Regler sind in einem Gerät integriert.
Funktion
Die federbelastete Membran wird auf der Gasseite mit der Druckkraft (Fläche x Gasdruck) belastet (Ist-Wert). Durch eine Sollwertfeder (mechanische Kraft) ist der Sollwert eingestellt. Von der anderen Seite drückt die Ist-Kraft dagegen. Durch die Federkraft oberhalb der Membrane öffnet sich das Stellglied. Durch den Ausgangsdruck unter der Membran schließt sich das Stellglied wieder. Die sich gegenseitig beeinflussenden Kräfte öffnen oder schließen die Regelstrecke, wodurch der Volumenstrom geregelt wird.
Gasdruckregelgeräte ohne Hilfsenergie regeln relativ ungenau, besitzen dafür jedoch einen einfachen Aufbau und eine geringe Ansprechzeit.
Indirekte Gasdruckregelgeräte
Stellglied und Stellantrieb sind in einem Gerät vereint. Die Membran ist auf beiden Seiten mit Druck beaufschlagt. Im drucklosen Zustand befindet sich das Stellglied in Schließstellung. Der Regler ist mit dem Stellantrieb und der Regelstrecke durch Leitungen verbunden und erzeugt den Druck zum Öffnen und Schließen des Stellglieds.
Funktion
Der Stellantrieb liefert die Kraft zum Verstellen des Stellgliedes. Die Führungsgröße (Richtgröße für den Ausgangsdruck - oberhalb der Membrane) sorgt für das Öffnen, die Regelgröße und die Hilfskraft einer Schließfeder (Vergleichsdruck - unter der Membran) für das Schließen.
Gasdruckregelgeräte mit Hilfsenergie regeln sehr genau. Hohe Ausgangsdrücke mit großen Durchflussmengen sind möglich. Sie besitzen eine höhere Ansprechzeit. Durch ihren komplexen Aufbau ist eine Wartung sehr aufwendig.
Ausstattung
Gasdruckregelgeräte können optional noch ausgestattet sein mit
- Gasmangelsicherung,
- Sicherheitsmembran für hohe thermische Belastung,
- Sicherheitsabsperrventil gegen erhöhte Ausgangsdrücke/Druckmangel,
- Abblaseventil,
- thermisch auslösender Absperreinrichtung,
- Schalldämmung,
- elektronischen/digitalen Anschlüssen.
2-stufiges Regelgerät mit integriertem Sicherheitsabsperrventil HTB
Folgende Baugruppen sind vorhanden:
- Eingangsstutzen (Flansch oder Gewinde),
- Sicherheitsabsperrventil mit einer einstellbaren Abschaltung gegen unzulässige Ausgangsdrücke sowie thermisch auslösendem Element,
- Regelstufe,
- Regelstufe mit Sicherheitsmembran, die das Ausströmen von Gas bei Membranbruch verhindert,
- Ausgangsstutzen (Flansch oder Gewinde).
In der 1. Regelstufe wird der Eingangsdruck auf einen Zwischendruck vermindert. In der 2. Regelstufe wird der Zwischendruck auf den Reglerausgangsdruck vermindert.
Einbau
Das Gerät ist spannungsfrei einzubauen. Die Durchflussrichtung wird durch den Pfeil auf dem Stellglied angezeigt. Es sind unterschiedliche Einbaulagen möglich (mit Einschränkungen).
Inbetriebnahme
1. Den geschlossenen Eingangshahn langsam öffnen.
2. Sicherheitsabsperrventil mit Hilfe eines Schraubendrehers öffnen.
3. Der sich einstellende Ausgangsdruck muss das Sicherheitsabsperrventil (SAV) in der Stellung "offen" halten.
4. Ausgangshahn langsam öffnen.
5. Regler gibt den Gasdruck an die Gasverbrauchseinrichtung weiter.
6. Evtl. am Prüfstopfen Ausgangsdruck überprüfen.
Bei Gasmangelsicherung:
7. Ausgangshahn schließen.
8. Eingangshahn öffnen.
9. Gas strömt über das SAV in den Regler.
10. Der Gasdruck öffnet die Gasmangelsicherung.
11. Regler schließt nach ca. 15-30 Sekunden.
12. Ausgangshahn langsam öffnen.
13. Weiter mit Pos. 5 und 6.
14. Ist anstelle der Sicherheitsmembran ein Sicherheitsabblaseventil vorhanden: Abblaseleitung ins Freie verlegen. Hierzu Rohranschluss der 2. Reglerstufe benutzen. (Gewindeschutz vorher entfernen).
Die Herstellerangaben sind unbedingt zu beachten.
L i t e r a t u r h i n w e i s e : Taschenbuch Fa. Schlumberger Rombach GmbH, Karlsruhe
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