天然气调压器(四种监控主调方式)
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燃气调压器工作原理解读燃气调压器工作原理解读燃气调压器工作原理解读——台州燃气设计研究所姚世航台州——美丽富饶的城市,位于东海之滨介于宁波和温州之间。
城市共分为3个行政区,即椒江、路桥、黄岩。
椒江区为台州市行政中心驻地。
自市政府从临海搬迁至椒江以来,特色工业园区及各开发区商住楼均拔地而起,老区改造也进行的如火如荼。
随着椒江城区的发展,城市燃气管网的建设也紧随其后,自始建起至今城市燃气管网已覆盖全区大半地区,输配系统已具备一定的规模,其工艺流程为:门站——高压管道——中压管网——用户。
从以上流程可以看出,任何一段都有供气压力的变化,而最贴近用户生活的就是“中压管网——用户”这段。
民用燃气调压设施是城市燃气中压管网通往用户燃气用具的重要桥梁,它的设计合理与否直接影响到用户的用气质量与燃气经营单位的经济。
燃气调压设施更是城市燃气输配系统的主要组成部分,是管网系统稳压和调压的重要设施。
调压设施的任务是按运行要求和设计规定将上一级输气压力降至下一级压力,当系统负荷发生变化时保持调压后的输气压力稳定在运行设计要求的范围内。
燃气调压设备大致可以分为四种:①调压站、②调压柜、③调压箱、④单户调压器。
在今天的城市中,人口密集、高楼林立、寸土寸金,在这种环境下由于调压箱体积小、重量轻、安全性及可靠性高、安装方便等优势,使其在四种调压设备中脱颖而出。
调压箱是将中压燃气管网内的燃气压力降至适合用户燃具所使用的压力的调压设备,也是四种调压设备中最贴近用户生活的一种。
也正是因为如此,调压箱的选型就变得至关重要。
这就需要燃气管道设计、施工、维护人员对调压箱要有充分的了解并熟知其工作原理。
采用调压箱后的优点:可以减少管路材料消耗。
充分利用天然气自身的压力,节约能源。
调压箱一般紧邻用气建筑设,低压管段短,压力损失小,且用气压力稳定。
调压箱一般由感应装和调节机构组成。
感应装的主要部分是敏感元件(薄膜、导压管)等,出口压力的变化是通过薄膜使节流阀移动。
西气东输-平舞漯地方支线工程燃气调压装置使用说明书尊敬的用户:感谢您选用费希尔久安燃气调压装置,为保证燃气调压装置安全工作和设备正常供气,安装操作前请仔细阅读本说明书以及各单体设备使用说明书的有关内容。
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费希尔久安输配设备(成都)有限公司Fisher Jeon Gas Equipment (Chengdu) Co.,Ltd目录1概述 (3)2主要参数 (4)2.1各站主要参数 (4)2.2型号说明 (5)3燃气调压装置的安装程序 (6)4燃气调压装置的运行与调试 (7)4.1空气置换 (7)4.2运行前的准备及注意事项 (8)4.3气密性试验 (9)4.4调试运行程序 (10)4.5调压器参数设定 (12)4.6工作管路与备用管路的人工切换方法 (14)4.7停机的操作程序 (15)5常见故障分析与排除 (16)6燃气调压装置的维修保养 (18)6.1检修周期及维修程序 (19)6.2维护保养中的注意事项 (21)7尺寸,重量及吊装 (22)7.1设备尺寸及重量 (22)7.2设备吊装 (22)8售后服务 (23)1概述(燃气调压装置是在城镇燃气输配系统中,专为城市门站、分输站、储配站、燃气轮机、燃气锅炉、燃气发电厂或其他大型专用用户设计的成套调压设备。
通常具有接收气源来气、燃气净化、燃气调压、气量分配、计量、安全保护等功能;采用整体橇装形式,所有功能模块集成于一个或多个撬座上。
根据工程条件和系统需要,还可增设消音设备、加热设备、监控及数据采集设备、加臭装置、清管设备等功能模块。
具有安全性好、可靠性高、经济性能良好、占地面积小、内部结构优化合理、安装调试简单、测试维修方便等特点。
本燃气调压装置按照我国现行国家标准GB50028《城镇燃气设计规范》及我公司企业标准Q/76227017-0.1-2006《撬装式城镇燃气调压装置》执行。
)本说明书主要介绍燃气调压装置的主要参数、结构特点、主要设备、安装运行调试方法、故障处理、维修保养等内容。
燃气调压器工作原理燃气调压器是一种用来调节燃气供应压力的装置,它的工作原理是通过控制流经调压器的燃气流量来实现对燃气压力的调节。
燃气调压器通常由调压阀、传感器和控制系统组成。
1. 调压阀:调压阀是燃气调压器的核心部件,它负责控制燃气的流量和压力。
调压阀内部通常包含一个弹簧和一个可调节的阀门。
当燃气流经调压阀时,弹簧会根据预设的压力值施加力量,使阀门打开或关闭,从而调节燃气的流量和压力。
2. 传感器:传感器用于监测燃气的压力,并将监测到的数据传输给控制系统。
常见的传感器类型包括压力传感器和流量传感器。
压力传感器可以测量燃气的压力变化,而流量传感器可以测量燃气的流量大小。
传感器的准确度和灵敏度对于燃气调压器的工作效果至关重要。
3. 控制系统:控制系统是燃气调压器的智能化部分,它根据传感器所提供的数据来控制调压阀的工作状态。
控制系统通常由微处理器、电子元件和程序算法组成。
通过分析传感器数据,控制系统可以判断燃气压力是否达到设定值,并相应地调整调压阀的开度,以使燃气压力保持在合适的范围内。
燃气调压器的工作原理可以通过以下步骤来描述:1. 燃气进入调压器:燃气从供应管道进入燃气调压器。
在进入调压器之前,燃气的压力通常较高,需要通过调压器进行调节。
2. 传感器监测燃气压力:传感器安装在调压器中,监测燃气的压力变化。
传感器会将监测到的压力数据传输给控制系统。
3. 控制系统分析数据:控制系统接收传感器传输的压力数据,并根据预设的设定值进行分析。
控制系统会判断燃气压力是否超过或低于设定值,并根据判断结果作出相应的调整。
4. 调压阀调节燃气流量:根据控制系统的指令,调压阀会相应地调整阀门的开度,从而控制燃气的流量。
当燃气压力过高时,调压阀会减小阀门的开度,限制燃气流量;当燃气压力过低时,调压阀会增大阀门的开度,增加燃气流量。
5. 燃气调压:通过调节燃气的流量,燃气调压器可以将燃气的压力调节到设定的合适范围内。
这样可以保证燃气供应的稳定性和安全性。
调压器压⼒设定调压⽀路压⼒设定调压器压⼒设定主路紧急切断阀监控调压器⼯作调压器0.50Mpa0.45Mpa 0.40Mpa副路紧急切断阀监控调压器⼯作调压器0.55Mpa0.45Mpa0.36Mpa1、⼯作调压器出⼝压⼒设定:关闭调压撬进出⼝阀,旋紧切断阀、监控调压阀的压⼒设定调节螺栓,松开⼯作调压阀的指挥调节螺栓,打开安全切断阀并放散调压撬内天然⽓。
设定压⼒时以⼯作调压阀下游的压⼒表为准,缓慢打开调压撬⼊⼝阀门2、安全切断压⼒设定:a打开⼯作调压阀后的放空阀,保持微量⽓体持续放空。
b顺时针缓慢旋转监控调压指挥器的我调节螺栓,观察调压阀出⼝压⼒⽰值持续升⾼,式调压阀出⼝压⼒达到安全切断阀压⼒设定c逆时针缓慢松开切断阀的切断压⼒调节螺栓,直⾄安全切断阀切断为⽌,此时的出⼝压⼒即为安全切断阀出⼝压⼒达到安全切断设定压⼒。
d关闭调压撬进⼝阀门,当⼯作调压阀出⼝压⼒放空到微正压时,打开切断阀。
开调压撬进⼝阀,观察切断阀动作压⼒是否与设定压⼒⼀致(⾄少验证2到3次),如不⼀致,则继续a~d步骤调节。
锁定切断阀的调节螺栓。
3、监控调压器压⼒设定(1)逆时针松开监控调压阀指挥器调节螺栓,使压⼒降⾄监控调压阀设定压⼒以下。
(2)顺时针缓慢旋紧指挥器调节螺栓,直⾄⼯作调压阀出⼝鸭留升⾄监控调压阀设定压⼒为⽌如上图所⽰通常主路出⼝压⼒⼤于副路出⼝压⼒主路切断压⼒⼤于副路切断压⼒以保证超压切断及⾃动切换,当调压器出现故障超压供⽓时,切断阀及时切断。
使有故障的⽀路停⽌供⽓,并⾃动切换到另⼀⽀路继续供⽓,保证供⽓的不间断。
它的关键在于⾃动切换。
它是靠两条⽀路中的调压器出⼝设定压⼒不同和两个切断阀切断压⼒不同来实现的。
即常⽤⽀路调压器出⼝压⼒略⾼于备⽤⽀路调压器出⼝压⼒.常⽤⽀路切断阀切断压⼒略低于备⽤⽀路切断阀切断压⼒。
正常供⽓时常⽤⽀路⼯作,备⽤⽀路处于准⼯作状态(进⼝阀门和出⼝阀门处于开启状态,切断阀处于开启状态,调压器处于关闭状态)。
㊀2021年㊀第2期Pipeline㊀Technique㊀and㊀Equipment2021㊀No 2㊀收稿日期:2020-12-18天然气场站的调压方法研究李㊀宁(国家管网集团天津天然气管道有限责任公司,天津㊀300450)㊀㊀摘要:为研究目前常用天然气调压器的优缺点和选用原则,分析了直接作用式调压器和间接作用式调压器的结构特点,总结了国内天然气场站常用的一种调压系统的结构和功能,并选取某天然气样本参数,对调压过程中的热值变化做了计算,最后预测智能化㊁多功能天然气调压器是发展方向㊂关键词:天然气;调压方法;调压器中图分类号:TE8㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1004-9614(2021)02-0042-05PressureRegulationMethodResearchofNaturalGasStationLINing(PipeChinaTianjinGasPipelineCo.,Ltd.,Tianjin300450,China)Abstract:Inordertodiscusstheadvantagesanddisadvantagesandselectionprinciplesofnaturalgaspressureregulatorscommonlyusedatpresent,thestructuralcharacteristicsofdirectactingvoltageregulatorandindirectactingvoltageregulatorwereanalyzed,thestructureandfunctionofapressureregulatingsystemcommonlyusedindomesticnaturalgasstationsweresummarized,takinganaturalgasparametersasasample,thecalorificvaluechangeintheprocessofregulatingthepressurewascalculated.Finally,itispredictedthatintelligentandmultifunctionalnaturalgaspressureregulatoristhefuturedevelopmentdi⁃rection.Keywords:naturalgas;voltageregulationmethods;voltageregulator0㊀引言相对于其他化石类能源,天然气具有多方面优点㊂陆地长距离天然气输送多采用大口径㊁高压力管道方式[1]㊂在天然气场站,为安全有效进行天然气交接,须保证天然气压力平稳㊁安全纯净㊂调压器作为场站天然气压力控制㊁紧急切断的关键装置,作用十分重要㊂目前,国内关于天然气调压器的理论分析及设计研究不深入,相关资料较少㊂本文总结了常用的天然气调压器结构,分析了工作原理,并对比了性能㊂1㊀调压器作用由于长输天然气管道大部分设计为高压力㊁大口径㊁大流量,而分输用户的系统中压力较低,所以在向用户交接时需要对天然气做降压处理,使分输的气体压力与用户系统中的压力相匹配[2]㊂有的天然气场站利用球阀节流对天然气进行调压,但球阀节流时,阀芯球面作为节流的主要部件,极易因气流冲刷磨损导致故障㊂调压器是一种能根据上游压力和流量变化,通过调节气流保持出口压力稳定在设定范围的设备[3]㊂调压器利用气体本身的压力差作为工作能源控制气体的通断和节流㊂调压器可以控制下游气体压力,还具有紧急情况下的安全关断功能㊂调压器选用合理能够使天然气场站系统保持安全稳定和经济高效运行[4]㊂天然气调压器根据工作原理分为直接作用式和间接作用式[5]㊂2㊀直接作用式调压器直接作用式调压器由皮膜和阀体等部件组成,通过作用在皮膜上的压力变化,来控制阀门进行调节[6]㊂调压器除调节系统压力,还须控制出口流量㊂下游气量需求较小,调压器阀瓣收缩,开度变小降低流速;下游气量需求增大,阀瓣开度增加,气体流速升高㊂如图1所示,当下游压力的设定值升高或降低,皮㊀㊀㊀㊀㊀第2期李宁:天然气场站的调压方法研究43㊀㊀膜发出的信号与给定值的差值使传动装置发出位移信号,阀门根据位移信号进行启闭动作㊂图1㊀直接作用式调压器工作原理图直接作用式调压器的调压方程见式(1):p2=FA(1)式中:p2为调压器下游压力,Pa;F为设定的弹簧力,N;A为皮膜有效面积,m3㊂由式(1)可知,下游压力与弹簧力成正比,所以可通过调节弹簧力对调压器进行设定㊂直接作用式调压器具有结构简单㊁反应迅速㊁成本较低等优点,但调压精度较低㊁压力控制范围窄㊁流通能力较小,目前多用于城市燃气用户压力调节㊂按照阀体结构不同,直接作用式调压器可分为单皮膜式和双皮膜式㊂2.1㊀单皮膜直接作用式调压器单皮膜直接作用式调压器只有1个主调皮膜,结构如图2所示㊂当用户气量需求增大或上游压力减小,此时皮膜下方受到的力小于上方受到的力,阀瓣下降,阀门开度增加,气体流速增大,下游压力稳定到设定的初始值㊂反之,当用户气量需求降低或上游压力增大,阀门开度减小,流速减小,下游压力稳定㊂图2㊀单皮膜直接作用式调压器结构简图单皮膜直接作用式调压器阀杆受力见式(2):p0A0+p1A1+G+Fr=piA1+p1A0(2)式中:p0为皮膜上部空间的空气压力,Pa;A0为皮膜的有效面积,m3;p1为调压器皮膜不受到压力时的关闭压力,Pa;A1为阀口面积,m3;G为活动组件所受重力,N;Fr为活动组件运动产生的摩擦力,N;pi为调压器上游的气体压力,Pa㊂2.2㊀双皮膜直接作用式调压器双皮膜直接作用式调压器设有主调皮膜和平衡皮膜,结构如图3所示㊂平衡皮膜能平衡阀口垫片上受到的力,控制下游压力㊂当上游压力升高时,阀口垫片受到的力增加,平衡皮膜受到向上的气体介质压力升高㊂因为平衡皮膜的有效面积与阀口近似相等,皮膜受到的力和阀口垫片上的力相互平衡,上游压力的波动对下游压力没有影响,下游压力保持稳定㊂图3㊀双皮膜直接作用式调压器结构简图主调皮膜主要起监控下游压力的作用㊂当下游压力增大,主调皮膜下方受到的力减小,皮膜下降,使调压器开度增加,过气量升高,下游压力稳定在设定值㊂反之,当下游压力减小,主调皮膜下方受到的力增大,皮膜向上升,使调压器开度降低,过气量下降㊂双皮膜直接作用式调压器使用安全性好,体积小,质量轻[7]㊂双皮膜直接作用式调压器阀杆受力见式(3):p0A0+piA1+G+Fr+p1A2=p1A1+p1A0+piA2(3)式中:p0为主调皮膜上部空间的空气压力,Pa;A0为主调皮膜的有效面积,m3;pi为调压器上游的气体压力,Pa;A1为阀口面积,m3;G为活动组件所受重力,N;Fr㊀㊀㊀㊀㊀44㊀PipelineTechniqueandEquipmentMar 2021㊀为活动组件运动产生的摩擦力,N;p1为调压器皮膜不受到压力时的关闭压力,Pa;A2为平衡皮膜的有效面积,m3㊂3㊀间接作用式调压器间接作用式调压器也称为指挥器控制式调压器,多用于大流量或需要精确控制压力的情况㊂当调压器下游压力升高或降低时,经过指挥器的调节,主调压器皮膜下方受到的力发生变化,同时主调压器开度发生变化,下游压力逐渐恢复直至稳定㊂间接作用式调压器操作简单,压力控制精度高,广泛应用于大型天然气场站[8]㊂间接作用式调压器根据结构不同分为双向控制式和卸载式,按流道不同分为轴流式和曲流式㊂3.1㊀双向控制式调压器和卸载式调压器双向控制式调压器是一种较典型的指挥器控制系统㊂当下游压力发生变化时,调压器皮膜产生位移,气体介质经过指挥器皮膜后进入调压器皮膜后方㊂调压器预先设定一个负载压力,当出口压力下降较小时,在指挥器控制下,负载压力增大,阀芯开始运动,保持出口压力在设定的范围㊂双向控制指挥器调压器下游压力的变化同时对指挥器皮膜和调压器皮膜产生影响,具有阀芯反应灵敏㊁压力控制精度高㊁压力设置范围大㊁流通能力强等优点㊂卸载式间接作用调压器压力控制范围大,流通能力较大,但压力控制精度较低㊂当调压器下游压力下降,下游压力降低将通过指挥器使负载压力减小,从而导致调压器皮膜开启,调压器前㊁后部气体压力逐渐平衡,下游压力升高直至稳定㊂当负载压力下降时,调压器前部的气体通过固定节流器补充负载压力㊂阀瓣的运动由入口压力和负载压力的相对大小决定,当调压器终止调压时,负载压力与入口压力相等,阀门全关㊂3.2㊀轴流式调压器与曲流式调压器3.2.1㊀轴流式调压器轴流式调压器上游高压端流道与下游低压端流道在同一轴线上,气体介质在阀腔内流态稳定,流向均匀㊂与传统的S型流道结构调压器不同,气体在阀腔内轴向流动,基本没有流动死角,流向变化较小,阀体结构承压性能好㊂相比其他调压器,轴流式调压器可实现低压差㊁大流量调节,具有密封性好㊁流通能力大㊁调压稳定㊁使用寿命长等优点,广泛应用于天然气场站㊁区域调压站和燃气轮机供气系统等㊂常见的轴流式调压器有AFV型和FL型㊂3.2.1.1㊀AFV型轴流式调压器AFV型轴流式调压器由笼罩㊁阀体㊁O型环等构成,主要控制元件为柔性筒㊂没有应力作用时,柔性筒包裹在笼罩上,此时阀体处于关闭状态㊂当柔性筒外侧压力降低至低于进口压力,此时进口压力作用于柔性筒内表面使其膨胀离开笼罩,阀体开启㊂通过控制柔性筒外侧的压力可实现控制阀体的开度㊂气体经过节流进入阀腔,提供一个负载压力,通过指挥器的调节,负载压力与皮膜前方受到的压力逐渐平衡㊂皮膜后方压力升高或降低时,通过指挥器的调节,负载压力逐渐与皮膜后方压力相平衡,使调压器下游压力保持在稳定范围㊂通过指挥器可实现调压器出口压力设置㊂当针型阀关闭时,柔性筒外侧压力与调压器进口压力相等,调压器处于关闭状态㊂当针型阀打开时,在节流元件两侧产生压力差,柔性筒随压差增大开始膨胀,针型阀开度越大,套筒膨胀越大㊂节流元件处于最小设定开度时,压差较大,阀体开启较快,此时气体完全充满控制室的时间较长㊂节流元件处于最大设定开度时,作用相反㊂AFV型调压器在实际应用中多为两台串联同时使用,一台作为工作调压器,另一台作为备用或监控调压器㊂AFV型调压器皮膜较易损坏,不支持在线维修,但具有体积小㊁流通能力大㊁噪声低㊁操作方便等优点㊂3.2.1.2㊀FL型轴流式调压器FL型轴流式调压器是双向控制调压器,使用指挥器二级调压降低进口压力不稳定带来的扰动,第一级调压不可调节,主要作用为使进口压力降低保持稳定,实际通过设定第二级调压来设定出口压力㊂进口压力通过指挥器第一级调压后压力相对稳定,经过指挥器第二级调压转换为负载压力,使调压器皮膜一端关闭,皮膜另一端的出口压力与主阀弹簧相平衡㊂FL型轴流式调压器可在线维修㊁皮膜穿孔仍能继续供气㊁安全性好㊂㊀㊀㊀㊀㊀第2期李宁:天然气场站的调压方法研究45㊀㊀3.2.2㊀曲流式调压器曲流式调压器反应灵敏度不高㊁阀体厚重㊁动力要求较高㊂受流道结构影响,气体介质在曲流式调压器的流道内多次改变流向,流态不稳定,且阀瓣或阀口的行程随调压器口径的增大而变长㊂4㊀直接作用式调压器与间接作用式调压器的对比通过分析总结,对直接作用式调压器和间接作用式调压器的特点做如下对比,见表1㊂表1㊀两种调压器的对比设备指标直接作用式调压器间接作用式调压器稳压精度等级高低关闭压力等级高低阀系数低高反应速度快慢最大工作压力低高流量调节范围小大出口压力低高㊀㊀由表1可知,直接作用式调压器和间接作用式调压器的各项性能指标不同,在实际生产中,不同环境条件适用的设备类型不同,调压器的选用要充分考虑实际生产对各项指标的具体要求㊂5㊀天然气场站调压系统的设置大型天然气场站对设备精密程度和生产安全性能要求较高,在调压设备的选用上多采用具有压力调节和紧急关断功能的撬装设备㊂GB50251 2003对天然气场站压力控制和安全设施提出了详细的技术要求,国内天然气场站的调压设施都参照GB50251 2003设置㊂工作调压阀㊁监控调压阀和安全切断阀串联组成的调压系统在国内大型天然气场站已得到实际应用[9]㊂工作调压阀采用电动控制,可实现远程操作,具有压力调节和流量控制功能㊂正常情况下监控调压阀全开,在工作调压阀发生故障时监控调压阀自动启动,将气体介质压力调节至正常范围㊂安全切断阀正常情况下全开,压力升高至预先设定的数值时该阀自动关闭,以防止紧急情况的发生㊂监控调压器和紧急切断阀采用自力式调压器,设备压力出现异常时均可自动启动,保障系统的可靠性和安全性[10]㊂6㊀调压过程中的热力学分析天然气调压过程中会发生热量损失,由于高压气体流经调压器发生节流效应,一般情况下产生冷效应㊂在此利用某天然气样本参数,通过计算对调压过程中的热力学变化进行简要的分析㊂环境温度T0=293K,天然气样本定压比热cp=2.223kJ/(kg∙K),调压器进口压力pi=7MPa,出口压力po=2.5MPa,调压器进口流速vi=1m/s[11]㊂当不考虑宏观动能和位移时,稳流天然气的焓见式(4):Ex,h=(H-H0)-T0(S-S0)(4)式中:Ex,h为焓,kJ;H为焓,kJ;H0为环境状态下气体的焓值,kJ;S为熵,kJ/K;S0为环境状态下气体的熵值,kJ/K㊂对于稳流气体,系统变化可近似为0,平衡方程为Ex,h,i=Ex,h,o+ExL(5)式中:ExL为损失,kJ;i表示调压器进口;o表示调压器出口㊂效率为ηex=1-ExL/Ex,h,i(6)式中ηex为效率,%㊂平衡方程为Ex,h,i,TV=Ex,h,o,TV+ExL,TV(7)式中TV表示调压器㊂由于调压前后气体焓值近似相等,损失为ExL,TV=Ex,h,i,TV-Ex,h,o,TV㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀=(Hi,TV-Ho,TV)-T0(Si,TV-So,TV)㊀㊀=T0(So,TV-Si,TV)(8)计算结果如表2所示㊂表2㊀不同调压器入口温度下的计算结果入口温度/K出口温度/K熵值/(kJ㊃(kg∙K)-1)焓值/(kJ㊃kg-1)损失/kJ效率/%283261.235.29592957.33140.1331177.56687303284.535.499871012.94144.2526976.906737㊀结论天然气场站调压设施的设备性能和工作状态直接影响是否能为用户提供压力稳定㊁安全可靠的天然㊀㊀㊀㊀㊀46㊀PipelineTechniqueandEquipmentMar 2021㊀气,常用的调压器型号较多,设备特点不同㊂在选用调压器时须根据实际气质㊁压力要求㊁工作状态㊁应用环境等条件选择,同时须考虑不同种类调压器工作时介质的热力学变化,不断调试找出设备最合适的设定值,保证调压设施的正常运行㊂通过对常用的调压器进行总结对比,可以预测:未来的天然气场站调压设施将向着更加智能化㊁安全化发展,单一结构的调压器将逐渐被功能更全的调压设备取代;调压设备将向着生产成本更低㊁应用环境更广的方向发展,未来的设备可选范围将增大㊂参考文献:[1]㊀杨鹏博.天然气管道输送与管理[J].化学工程与装备,2018(4):69-70.[2]㊀王树立,赵会军.输气管道设计与管理[M].北京:化学工业出版社,2004:58-69.[3]㊀段常贵.燃气输配[M].北京:中国建筑工业出版社,2001:158-159.[4]㊀刘瑶,位亚鹏,邢琳琳,等.基于声发射技术的燃气调压器故障诊断[J].管道技术与设备,2018(6):25-28.[5]㊀郑安涛.燃气调压工艺学[M].上海:上海科学技术出版社,1994.[6]㊀国家质量监督检验检疫总局.城镇燃气调压器:GB27790 2011[S].北京:中国标准出版社,2012.[7]㊀周粉兰,沈卫东,宋亚东,等.双薄膜直接作用式燃气调压器(箱)的设计[J].煤气与热力,2007,27(2):13-16.[8]㊀金永功.指挥器控制式调压器的压力遥控[J].上海煤气,2007(3):14-15.[9]㊀尹凌霄,郑萍萍,董伟.天然气调压站调压器失效实例分析[J].管道技术与设备,2016(1):58-60.[10]㊀王建国.橇装式调压装置在天然气管道站场的应用[J].管道技术与设备,2009(2):38-40.[11]㊀MISCHNERJ,BESPALOVVI.ZurEntropieproduktionimRanque⁃Hilsch⁃Rohr[J].ForschungImIngenieurwesen,2002,67(1):1-10.作者简介:李宁(1986 ),工程师,主要研究方向为天然气管道运行管理与工程建设㊂E⁃mail:nickllee@126.com(上接第36页)(1)原油中的杂质和腐蚀性气体是钢质管道产生腐蚀的主要因素,所以对原油的前期处理至关重要,对于进入库站区油罐㊁管道运输或储存的油品,应进行油品化验分析,增加腐蚀性杂质含量等检测项目,尽可能降低腐蚀介质对管道的影响㊂(2)在站内管道工艺流程中要尽量减少和避免管内原油长期静置㊁不流动㊂定期活动静置管道,保证其与相同工艺管道的运行频率一致,至少每个月都有足够的运行时间,避免管内沉积物和沉积水的产生㊂(3)在生产运行中,加强对管线的检测,完成年度检查各项检测项目,定期完成对高风险段的检测,确保管线正常运行㊂4 结论某输油站内原油管道的腐蚀失效主要原因为静置管道在原油沉积水环境下造成的电化学腐蚀㊂针对该类腐蚀行为,运行单位需要定期检查,提高相关管道运行频率,避免管内原油长期静置,还要加强对管输原油的腐蚀性介质成分及含量进行前期化验检测,从腐蚀源头减小腐蚀发生的可能性㊂参考文献:[1]㊀杨涛,寇子健.国内油气管道腐蚀检测技术研究进展[J].当代化工研究,2020(14):158-160.[2]㊀艾志久,范钰玮,赵乾坤.H2S对油气管材的腐蚀及防护研究综述[J].表面技术,2015,44(9):108-115.[3]㊀胡丽华,常炜,余晓毅,等.CO2分压对碳钢海底管道CO2/H2S腐蚀的影响[J].表面技术,2016,45(5):56-61.[4]㊀王金刚,李新义,高英.长输管线氯离子腐蚀行为研究[J].石油机械,2014,42(6):113-118.[5]㊀孔韦海,艾志斌,胡盼,等.L320原油输送管道静置段的腐蚀机理[J].腐蚀与防护,2019,40(7):502-506.[6]㊀黄贤滨,倪广地,张艳玲,等.原油输送管道内腐蚀现状及最新研究进展[J].材料保护,2017,50(10):70-72;81.作者简介:刘保余(1969 ),教授级高级工程师,博士,研究方向为油气储运设备设施检验检测㊂。
城镇燃气调压器1 范围本标准规定了城镇燃气(人工煤气和天然气,下同)输配系统用的燃气调压器(以下简称调压器)的术语和定义、符号、分类与标记、结构与材料、要求、试验方法、检验规则、标志、标签、使用说明书以及包装、运输、储存。
本标准适用于进口压力不大于10.0MPa、工作温度范围(调压器组件及附加装置能正常工作的介质和本体温度范围)不超出-20℃~60℃且其下限不低于燃气露点温度、公称尺寸不大于400mm的调节出口压力的调压器。
管道液化石油气和液化石油气混空气输配系统用的调压器参照本标准执行。
本标准不适用于瓶装液化石油气调压器和二甲醚用的调压器。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志(GB/T 191-2008,ISO 780:1997,MOD)GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法(GB/T 229-2007,ISO 148-1:2006,MOD)GB/T 699 优质碳素结构钢GB/T 1173 铸造铝合金GB/T 1220 不锈钢棒GB/T 1239.2 冷卷圆柱螺旋弹簧技术条件第2部分:压缩弹簧GB/T 1348 球墨铸铁件(GB/T 1348-2009,ISO 1083:2004,MOD)GB/T 1527 铜及铜合金拉制管GB/T 1591 低合金高强度结构钢GB/T 1690 硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法GB/T 3191 铝及铝合金挤压棒材GB/T 3452.1 液压气动用O形橡胶密封圈第1部分:尺寸系列及公差(GB/T 3452.1-2005,ISO 3601-1:2002,MOD)GB/T 3452.2 液压气动用O形橡胶密封圈第2部分:外观质量检验规范(GB/T 3452.2-2007,ISO 3601-3:2005,IDT)GB/T 6388 运输包装收发货标志GB/T 7306.1 55°密封管螺纹第1部分:圆柱内螺纹与圆锥外螺纹(GB/T 7306.1-2000,eqv ISO 7-1:1994)GB/T 7306.2 55°密封管螺纹第2部分:圆锥内螺纹与圆锥外螺纹(GB/T 7306.2-2000,eqv ISO 7-1:1994)GB/T 9112 钢制管法兰类型与参数GB/T 9440 可锻铸铁件GB/T 9969 工业产品使用说明书总则GB/T 12224 钢制阀门一般要求GB/T 12227 通用阀门球墨铸铁件技术条件GB/T 12229 通用阀门碳素钢铸件技术条件GB/T 12716 60°密封管螺纹(GB/T 12716-2011, ASME B1.20.2M:2006 MOD,EQV)GB/T 13306 标牌GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB/T 15114 铝合金压铸件GB/T 15115 压铸铝合金GB/T 23934 热卷圆柱螺旋压缩弹簧技术条件GB/T 32249 铝及铝合金模锻件、自由锻件和轧制环形锻件通用技术条件GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范HG/T 20592 钢制管法兰(PN系列)HG/T 20615 钢制管法兰(Class系列)JB/T 7944 圆柱螺旋弹簧抽样检查CJ/T 180 建筑用手动燃气阀CJ/T 335 城镇燃气切断阀和放散阀3 术语和定义、符号3.1 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
燃气调压器操作规范与注意事项一、检查与准备1操作人员要明确所操作燃气系统的压力等工艺参数设置要求。
2检查所用工具、物品是否齐全,穿戴好工作服及劳保用品。
3设定操作压力应遵循由高到低的原则,按步骤逐项进行。
一般设置压力顺序为:放散压力、切断压力、工作压力。
各用气场所可根据其用气特点要求和侧重保护方式的不同,调整各压力的设定值并结合工作实际调整压力设置。
二、操作程序1调压器的投用(1)确认调压器的进出口阀门已关闭。
(2)测试切断阀的复位操作,确认切断阀设置压力正确并处于正常工作状态。
测试中切断阀或附加在调压器上的切断阀在执行了切断动作后须人工进行复位。
(3)测试放散阀,确认放散阀设置压力正确并处于正常工作状态。
打开放散阀前边的控制阀门,使放散管路通畅,放散阀连接的放散管要符合安全要求。
(4)缓慢开启进口阀门,并观察上游压力表是否在允许的压力范围,为避免出口压力表在送气时超量程损坏,可先关闭压力表下阀门,待压力稳定后再开启。
(5)当进口压力正常后,缓慢开启调压器出口阀门,并精确调节调压器的出口压力。
(6)缓慢开启调压器进口阀门,观察低压端压力,压力平稳后逐步全部开启调压器的进出口阀门,实现对系统供气。
(7)低温天气投用调压器要进行排污和保温防冻等措施。
(8)调压器初次投用要加强巡检次数并做好记录。
2调压器的压力设定2.1运行压力的设定(1)开启进气阀门前,应仔细检查调压器的所有阀门是否处于关闭状态。
(2)缓慢打开主路调压器上燃气入口阀门,并打开进气总管上压力表的控制阀门,观察压力情况。
(3)在入口压力稳定状态下,打开调压器前的阀门,缓慢打开监控调压器的调节螺栓,直至达到监控调压器的出口设定压力,锁定监控调压器调节螺栓(若无监控调压器则无此操作步骤)。
(4)打开调压器后管路上的排气嘴,排净管路中的气体。
(5)缓慢旋进或者旋出工作调压器调节螺栓,直至达到要设定的出口压力。
(6)重复调试三遍,确认压力表示值与设定值相符,锁紧调节螺栓,运行压力设置完毕。
燃气调压器工作原理燃气调压器是一种用于调节燃气压力的装置,其工作原理是通过控制阀门的开合来调节进入系统的燃气压力,以确保系统正常运行。
下面将详细介绍燃气调压器的工作原理。
一、燃气调压器的结构组成1.1 传感器:用于检测系统中的燃气压力。
1.2 控制阀门:根据传感器检测到的压力信号,控制阀门的开合程度。
1.3 调节装置:用于调节控制阀门的灵敏度和响应速度。
二、燃气调压器的工作原理2.1 压力检测:传感器检测系统中的燃气压力,并将信号传输给控制阀门。
2.2 阀门控制:控制阀门根据传感器的信号,调节开合程度,从而调节进入系统的燃气压力。
2.3 压力调节:调节装置根据系统需求,调节控制阀门的灵敏度和响应速度,确保系统稳定运行。
三、燃气调压器的应用领域3.1 工业领域:燃气调压器广泛应用于工业生产中的燃气供应系统,确保生产设备正常运行。
3.2 家用领域:燃气调压器也被用于家用燃气灶具和热水器中,保障家庭用气安全。
3.3 航空领域:在飞机燃气系统中,燃气调压器也扮演着重要角色,确保飞机正常飞行。
四、燃气调压器的优势4.1 稳定性高:燃气调压器能够根据系统需求实时调节燃气压力,保持系统稳定运行。
4.2 精度高:控制阀门的调节精度高,能够满足不同系统的需求。
4.3 安全性好:燃气调压器能够确保燃气系统运行在安全范围内,避免发生意外事故。
五、燃气调压器的发展趋势5.1 智能化:随着科技的发展,燃气调压器将越来越智能化,能够实现远程监控和自动调节。
5.2 节能环保:未来的燃气调压器将更加注重节能环保,减少能源浪费和环境污染。
5.3 多功能化:燃气调压器将不仅仅用于调节燃气压力,还将具备更多功能,如故障诊断和预警功能。
总结:燃气调压器是一种重要的燃气控制装置,其工作原理基于传感器、控制阀门和调节装置的协同作用。
未来,随着科技的不断发展,燃气调压器将朝着智能化、节能环保和多功能化的方向发展。
天然气调压站调压器失效实例分析尹凌霄;郑平平;董伟【摘要】对江苏国信协联燃气热电有限公司调压器运行故障及处理办法进行了总结,并提出了防范措施.该公司燃机首次点火因调压站出口压力低而跳机,通过对调压系统工作流程分析确认为调压器故障所致.针对设备故障提出了10个原因并逐一进行排查,发现故障原因为调压器内膜片破损致使设备失效.经设备管道清理,并更换调压器内膜片后,系统正常运行.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】3页(P58-60)【关键词】燃机;调压站;调压器;指挥器【作者】尹凌霄;郑平平;董伟【作者单位】江苏省宏源电力建设监理有限公司,江苏南京210096;江苏省宏源电力建设监理有限公司,江苏南京210096;江苏国信协联燃气热电有限公司,江苏宜兴214200【正文语种】中文【中图分类】TK4781 调压站调压系统简介江苏国信协联燃气热电有限公司在建2×400MW9F级燃机工程,调压设备采用R100S系列天然气调压器,该调压系统非常适合压差非常小的工况,BAAI调压器所需启动压差仅为0.5 bar(1 bar=0.1 MPa)[1]。
同时保证很高的精度,能使调压站内压力在限定的范围内保持平衡。
天然气由厂外管网进入厂内调压站,依次经过火警关断阀、流量计、旋风分离器、精过滤器、换热器、超压关断阀、监控调压器和工作调压器,最后经地埋管道输往9F燃机的前置模块。
为提高调压系统安全及可靠性,调压模块的设计采用入口安全切断阀和出口安全放散阀的双重设计,以实现调压系统的过压力保护,防止事故发生。
当调压器故障使得调压器出口压力升高至超压关断阀动作值时,阀门动作,隔离故障调压管,以保证输出压力正常。
当压力进一步升高至设备能承受的最大压力时,安全阀会泄压,保护设备不受损害。
天然气调压站内设有监测探头,用于监测燃气的泄漏情况,当泄漏超过设计定值,监控室内屏幕显示报警,运行人员确认后可进行远程或就地操作。
天然气调压器概述天然气调压器(gas pressure regulator)俗称减压阀,是通过自动改变经调节阀的天然气流量而使出口天然气保持规定压力的设备,通常分为直接作用式和间接作用式两种。
调压器工作原理天然气调压器是液化石油气安全燃烧的一个重要部件,连通在钢瓶和炉具之间.调压器不仅能把瓶内的高压石油气变为低压石油气(从980千Pa降至100千Pa左右),还能把低压气,稳定在适合炉具安全燃烧的压强范围内.即做到经它输出的石油气,在炉具火孔处的气压,随地随时地比外界大气压值大2940Pa左右,因此实际上调压器是一种自动稳压装置.人们习惯地把它称为减压器,是只注意到了它降压的功能,而忽视了它稳压的本领.调压器整个设计之巧妙精细,正是表现在它的稳压本领方面,本文拟在这方面作详尽的说明.它主要由手轮、进气管、上阀盖、下阀盖、橡皮膜、进气喷嘴、阀垫、一个小杠杆、出气管等零部件组成.调压器中间是一块圆形的橡皮膜,它把调压器分为上下两个气室.上气室内有一弹簧,上端连着调节螺盖,下端连着橡皮膜.在上阀盖边沿处有一个直径为0.8毫m的小孔,使上气室与外界相通,此孔形象地称为呼吸孔.下气室中有一个精黄铜制成的杠杆,总长为5cm左右,转动性能非常灵敏.杠杆右端与橡皮膜中心连接在一起,左端粘着阀垫,紧扣在进气喷嘴上,对喷出的高压石油气产生阻尼作用.此杠杆左右两端离支点距离为左短右长,是不等臂杠杆.其表现特点为:对杠杆右端作用力的微小变化,势必使杠杆左端的作用力产生一个较大的变化.在原理上讲,实现了对力的放大;在效果上讲,增加了对高压气的阻尼作用.为了更清楚地阐明调压器的工作原理,有必要弄清楚这个问题:气体安全燃烧应具备什么条件?固体燃料要安全燃烧,要具备两个条件:一是适量的助天然气体(空气或氧气),二是燃烧物质保持一定的温度(通常高于着火点).固体燃烧时,已燃部分对未燃部分的传热方式是传导和辐射,燃烧方向是由外向其中心发展.固体燃烧时发生热膨胀,体积变大,但变化不大,其位移几乎为零.气体燃烧时,已燃部分对未燃部分的传热方式,除了传导和辐射外,增加了对流方式,燃烧方向是由中心向外发展.气体燃烧时发生剧烈热膨胀,其生成物的体积为燃烧前体积数百千倍,并以较快速度发生位移①.因此仅满足上述的两个条件,是无法使气体安全燃烧的.现代燃烧理论告诉我们,气体安全燃烧还必须具备第三个条件,即维护一定大小的气压差,使天然气的出气速度等于燃烧速度.只有这样,在一定范围内达到动态平衡,火焰就能维持稳定状态,从而实现气体的安全燃烧.若出气压强过大,就会使出气速度大于燃烧速度,造成火焰离开火孔一定距离燃烧,此现象术语叫做离焰.若天然气压强继续上升,火焰将离火孔更远处燃烧,火焰的稳定性②遭到进一步破坏,火焰飘忽不定,直至最后完全熄灭,这种现象叫做脱火.脱火时,天然气会继续外泄,在空气中形成大量的有毒气体或爆炸性气体,极易引发事故;若天然气压强过小,会使燃烧速度大于出气速度,造成火焰会进入火孔继续燃烧,这现象叫做回火.回火时,形成缺氧状态的不完全燃烧,产生大量有毒气体,还会向外溢出石油气,也极易引发事故.经工程技术人员大量实验,不仅证实了气体安全燃烧要维持一定气压差,而且还证实了不同成份的气体,安全燃烧所需要的气压差并不相同.例如:人工煤气,80—100mm水柱;液化石油气,250—350mm水柱.前文提到的2940Pa正是这两个数值的平均值.让我们回到调压器原理上来.当我们打开钢瓶上的角阀(即通气开关)时,高压石油气通过进气管冲开阀垫进入下气室,随着下气室气体的增多,下气室压强就会升高,逼使橡皮膜向上凸起.上气室体积逐步变小,当上气室压强大于大气压时,室内空气从呼吸孔缓慢排出,完成了调压器一次呼气过程.在这一过程中,杠杆右端上移,左端则下压,使进气喷嘴逐步关闭,停止供气,使下气室压强不再上升.当打开天然气炉开关后,由于天然气向外输出,下气室压强变小,橡皮膜下凹,带动杠杆右端下移左端上动,阀垫开启,高压石油气进入下气室.在这一过程中,上气室体积逐渐变大,当它的压强小于外界大气压时,空气从外经呼吸孔进入上气室,完成了调压器一次吸气过程.因此,在炉具燃烧过程中,橡皮膜不停地上凸下凹,阀垫由杠杆带动,也随着不断关闭开启.在整个动态变化中,我们只要保证调压器中的杠杆,它左、右两力臂(注意左短右长的特点)之长,有一个合理的比例,加上橡皮膜与弹簧对杠杆右端,施加一个大小适当的合力,就能让阀垫开启时间远小于关闭时间,并让这两段时间有一个恰当的比值.这个恰当比值,就保证了下气室的气压,始终比上气室大2940Pa左右.对于上气室气压来讲,可近似地认为就是当时外界的大气压值③.这样就使天然气离开火孔处的压强,永远比大气压值大2940Pa左右,天然气在稳定状态下燃烧.这是调压器设计上的第一个精妙之处.第二个精妙之处,表现在呼吸孔的设计上,是那样独具匠心.一是呼吸孔为什么开钻在上阀盖的边沿上?而不是开钻在易于钻孔的其它位置?二是呼吸孔直径为0.8毫m,仅能穿过最小号的锈花针,孔径为什么如此之小?小孔开钻在阀盖的边沿上,是为了让它紧靠橡皮膜.如果下气室气压过大,橡皮膜就向上凸起,立刻堵住呼吸孔,防止了上气室中的空气由呼吸孔向外排出.根据玻意耳特定律可知,被密闭在上气室内一定质量的空气,在体积变小的过程中,其压强不断变大.即是pV=常量.防止了橡皮膜因上下气压悬殊过大而破损,避免了因膜片破损造成石油气外泄事故的发生.呼吸孔直径为0.8毫m,但孔深却在1cm左右,这儿充分应用了流体力学知识.流体在运动时,由于阻滞作用会存在内摩擦力.孔洞面积越小,深度越大,内摩擦力就越大,阻尼效果就明显——每秒流量变小.这样,上气室在呼气和吸气时,有一个较长的时间过程,从而保证了在动态变化中,在石油气增减压强时,不是迅猛增加,也不是迅猛减少,就能让火焰稳定燃烧,体现了动态平衡的调节过程.直接作用式调压器由测量元件(薄膜)、传动部件(阀杆)和调节机构(阀门)组成(图1)。
燃气调压器分类
燃气调压器是指以燃气作为工作介质,可对燃气的压力进行调节的一种设备。
根据不同的分类方法,可以将燃气调压器分为以下几类:
一、按用途区分
工业燃气调压器是工业领域中常用的一种调压设备,主要用于工业燃气系统中的燃气调压,常见于石油化工、钢铁、冶金、电力等行业。
民用燃气调压器是用于家庭、别墅等民用用户的燃气调节设备,主要用于家庭燃气灶具、燃气热水器等的燃气调压,以保障家庭用户的安全用气。
二、按调压结构分类
1、气量式燃气调压器
气量式燃气调压器是一种通过气体作用力调节燃气压力的设备。
它通过流量传感器感知燃气流量的变化,并通过控制活塞的位置来调节燃气的压力,常用于大流量的调节场合。
三、按安装形式分类
直立式燃气调压器是指安装在立式管道上的燃气调压器,通常使用于室外的大型燃气调压站、燃气管网调压站等场合。
以上就是燃气调压器的分类方法。
在实际应用中,根据不同的使用场合和需求,可以选择不同类型的燃气调压器,以满足不同的调压要求。
调压器1、调压器的分类2、调压器的工作原理、设定、故障、维修及操作1、调压器的分类。
调压器作为压缩天然气供气站最主要的设备之一,它的保养、检修对整个供气系统来说,起着特别重要的作用。
作为操作维修人员,必须对调压器的调节、性能、工作原理、维修方法等方面特别了解。
以下是大地燃气公司常用的几种高中低压调压器(高压调压器名称及产地)1.11.1.1塔塔里尼(意大利)塔塔里尼(意大利)特点:钟罩式,工作稳定,压力调节适应范围广。
压力设定调节方便,有安全放散装置。
可在线维修。
易损零配件已可国产代替。
不足:拆装较费事,安装时要求较严格,特定条件下阀口垫易损坏1.1.2飞奥(意大利)飞奥(意大利)调压器特点:工作性能稳定,压力调节适用范围广,调节方便。
结构较复杂,整体拆装不方便,零配件购买困难。
1.1.3高特(荷兰)特点:工作性能稳定,压力调节适用范围广。
结构复杂,外加装指挥器,调节较不方便,零配件购买困难。
拆装费事。
高特(荷兰)调压器原理图特点:工作性能稳定,体积小,适用压力40Mpa以下,压力设定调节方便,内部结构简单,拆装方便,可在线维修。
1.1.5仿塔塔里尼(北京好石佳)仿制塔塔里尼(好石佳)特点:流量比意大利RP/10大,阀口垫经改造采用四氟垫后,寿命长,更换方便,压力调节装置采用单体系统。
仿制塔塔里尼(好石佳)德国产高压小型调压器特点;体积小,只需转动旋钮,就可调节压力,流量300方/H。
1.1.6费希尔车载(美国)特点:结构简单,调节方便。
适合小流量费希尔(车载)特点:工作稳定,结构简单,调节方便,可根据流量逐个开启,维修方便。
用中压气过滤网易堵塞。
费希尔性能稳定,结构简单,使用寿命长,调节方便,流量大,体积车载(民用)调压器特点:结构较复杂,调节方便。
如出现低温运行时,皮膜处容易漏气。
此种调压器现已不采用。
1.2中高压调压器1.2.1费希尔(美国)特点:性能稳定,结构简单,使用寿命长,调节方便,流量大,体积小。