Пропускная способность регулятора давления газа: таблицы, Cg и формула расчёта с примерами

Пропускная способность регулятора давления газа — сколько газа (в Нм³/ч) он пропустит при данных давлениях на входе и выходе. Ошибка в ней — самая частая причина жалоб «регулятор не держит давление»: выход проседает под нагрузкой, потому что регулятор просто мал. Производители дают два способа расчёта — таблицы для пружинных регуляторов и коэффициент Cg для пилотных. Разбираем оба на документации Tartarini (Emerson).

Способ 1. Таблицы расхода (пружинные регуляторы)

Для пружинных регуляторов серий M, A/140, B/240 и R Emerson даёт таблицы: строки — давление на выходе, столбцы — давление на входе, на пересечении — расход природного газа в Нм³/ч. Ниже выборка по серии M при выходном давлении 20 мбар (бюллетень D104050X012):

Главный вывод из таблицы: при одинаковом входном DN регулятор MN с расширенным выходным фланцем пропускает при высоком входном давлении в 2–3 раза больше, чем MF. У MF расход упирается в предел по скорости газа в выходном патрубке. Поэтому заменять MN на MF «потому что DN тот же» нельзя без пересчёта.

Для компактных регуляторов ориентиры такие: B/240 — до 300 Нм³/ч, A/140 — до 900 Нм³/ч, двухступенчатые R — до 75 Нм³/ч при выходе 20 мбар (исполнение -AP — до 100 Нм³/ч при 70 мбар).

Способ 2. Коэффициент Cg и формула (пилотные регуляторы, ПЗК, сбросные клапаны)

Для пилотных регуляторов FL, ПЗК BM5 и BM6X и сбросных клапанов VS-FL Emerson даёт коэффициенты Cg и C1. Расход природного газа (Нм³/ч) считают так (P1, P2 — абсолютные давления на входе и выходе, бар):

• докритический режим, P2 > P1/2: Q = 0,525 · Cg · P1 · sin( 3417/C1 · √((P1 − P2)/P1) ), угол — в градусах;
• критический режим, P2 ≤ P1/2: Q = 0,525 · Cg · P1. Дальше снижать выходное давление бесполезно — расход больше не растёт.

Пример 1. FL DN80, вход 6 бар, выход 3 бар (избыточные)

Абсолютные давления: P1 = 7,01 бар, P2 = 4,01 бар; P2 > P1/2 — режим докритический. Для FL DN80 Cg = 5200, C1 = 32,1. √(3,0/7,01) = 0,654; 3417/32,1 × 0,654 = 69,7°; sin 69,7° = 0,938. Q = 0,525 × 5200 × 7,01 × 0,938 ≈ 17 900 Нм³/ч.

Пример 2. Тот же FL DN80, вход 10 бар, выход 3 бар

P1 = 11,01 бар, P2 = 4,01 бар — меньше половины P1, режим критический. Q = 0,525 × 5200 × 11,01 ≈ 30 000 Нм³/ч.

Cg по типоразмерам (Emerson)

Встроенный глушитель снижает Cg: например, у FL DN100 с глушителем SR — 7400 против 8000.

Другие газы: поправочный коэффициент

Таблицы и формулы даны для природного газа (относительная плотность 0,6). Для другого газа расход умножают на F = √(0,6/d):

Проверка по скорости

Расход, который регулятор или ПЗК может пропустить, — не единственное ограничение. Для ПЗК BM5 и BM6X Emerson ограничивает скорость газа в седле 80 м/с и даёт формулу: V = 345,92 · Q / DN² · (1 − 0,002·Pu) / (1 + Pu), где Q — Нм³/ч, DN — мм, Pu — давление на входе, бар изб. Пример: BM5 DN50 на 3000 Нм³/ч при 3 бар — около 103 м/с, многовато; BM5 DN80 — около 40 м/с.

Как выбрать с запасом

• Берите расчётный максимальный расход потребителя при минимальном давлении на входе (зимой, в пик) — это худший случай для регулятора.
• Не выбирайте регулятор впритык к табличному значению: оставьте запас на загрязнение фильтра и рост нагрузки.
• Слишком большой регулятор тоже плох: на малых расходах он работает почти закрытым, хуже держит давление и быстрее изнашивает затвор.
• При замене на действующем ГРП сверяйте ещё и строительную длину и тип фланцев — она указана в каждой карточке.

Подбор и поставка

АНКО поставляет оригинальное оборудование Tartarini (Emerson) параллельным импортом: прямые договоры с поставщиками, таможенное оформление, декларация ТР ТС. Пришлите фото шильдика старого изделия или параметры (давление на входе и выходе, расход, присоединение, нужны ли ПЗК и сигнализация) — подберём исполнение и назовём срок. Как это устроено после ухода Emerson — в статье «Tartarini в России после ухода», пример поставки — кейс MN80 для НЛМК.

Частые вопросы

Что такое Cg регулятора давления газа?

Cg — коэффициент расхода газа: условная пропускная способность клапана, по которой считают расход при заданных давлениях. Вместе с ним дают коэффициент формы C1. Для Tartarini FL DN80 Cg = 5200, C1 = 32,1.

Почему у MN расход больше, чем у MF того же DN?

У MN выходной фланец шире, скорость газа на выходе ниже. У MF с одинаковыми фланцами расход упирается в предел по скорости: например, MF DN25 по таблице Emerson не даёт больше 280 Нм³/ч при любом входном давлении, а MN 25×65 при входе 5 бар — 950 Нм³/ч.

Как пересчитать расход регулятора на пропан или азот?

Табличный расход по природному газу умножают на F = √(0,6/d), где d — относительная плотность газа по воздуху. Для пропана F ≈ 0,63, бутана ≈ 0,55, азота ≈ 0,79, воздуха ≈ 0,78.

Давление в формуле — избыточное или абсолютное?

Абсолютное: к показанию манометра в барах прибавляют атмосферное давление (около 1,013 бар).