城市燃?xì)?第九章燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)壓力調(diào)節(jié)

1、整理課件1n燃?xì)庹{(diào)壓器工作原理n調(diào)壓器的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置n燃?xì)庹{(diào)壓器及調(diào)壓室整理課件2n調(diào)壓器（調(diào)壓器（pressure regulatorspressure regulators）主要功能：）主要功能：n將輸氣管網(wǎng)的壓力調(diào)節(jié)到下一級(jí)管網(wǎng)或用戶所需要的壓力n將調(diào)節(jié)后的壓力保持穩(wěn)定。n設(shè)置位置設(shè)置位置n氣源廠、燃?xì)鈮核驼尽⒎峙湔?、?chǔ)罐站、輸配管網(wǎng)和用戶處n在燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中，是降壓設(shè)備。在燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中，是降壓設(shè)備。第一節(jié)第一節(jié) 燃?xì)庹{(diào)壓器工作原理燃?xì)庹{(diào)壓器工作原理整理課件3調(diào)壓器工作原理圖薄膜是一個(gè)受力元件，既受到重塊的作用力，又受到下面氣體的作用力，當(dāng)受力不平衡時(shí)，薄膜可帶動(dòng)閥桿上下移動(dòng)，從

2、而改變閥門的開度。 1、氣體作用于薄膜上的力cFPPFNa式中 N氣體作用于薄膜上的移動(dòng)力； Fa薄膜有效面積； P作用于薄膜上的燃?xì)鈮毫Γ?c薄膜的有效系數(shù)； F薄膜表面積在其固定端的投影面積。 整理課件4調(diào)壓器工作原理圖2、重塊作用于薄膜上的力重塊的重量，以符號(hào)Wg表示。3、薄膜的平衡條件 gWN 整理課件5n 出口處的用氣量增加或入口處壓力降低時(shí)，燃?xì)獬隹趬毫档?，造成NWg，薄膜上升，帶動(dòng)閥門使開度減小，燃?xì)饬髁繙p少，使壓力恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值。4、調(diào)壓器的工作過(guò)程整理課件6調(diào)壓器工作原理圖n敏感元件（薄膜、導(dǎo)壓管等）n給定壓力部件n重塊、彈簧或直接作用在薄膜上的氣體壓力n與被控壓力作用方

3、向相反n可調(diào)節(jié)流閥n提升閥、滑動(dòng)閥、活塞閥、蝶閥、旋塞閥等。整理課件7給定值傳動(dòng)裝置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)對(duì)象測(cè)量元件干擾被調(diào)參數(shù)偏差信號(hào)位移信號(hào)調(diào)節(jié)作用5、調(diào)壓器自調(diào)系統(tǒng)自調(diào)系統(tǒng)中任何一個(gè)信號(hào)沿著箭頭前進(jìn)，最后又回到原來(lái)的起點(diǎn)，從信號(hào)的角度來(lái)說(shuō)，該圖是一個(gè)閉合的回路，所以叫做閉環(huán)系統(tǒng) 。整理課件8可以采用各種形式的閥門，按閥門的結(jié)構(gòu)可以分為單座閥及雙座閥。 單座閥單座閥整理課件9整理課件101、單座閥的特點(diǎn)（1）關(guān)閉嚴(yán)密（2）閥門受力不平衡 2、雙座閥的特點(diǎn)（1）受力平衡 （2）關(guān)閉不嚴(yán)密 整理課件111、影響調(diào)壓器通過(guò)能力的因素取決于調(diào)壓器前后壓力降、調(diào)壓器的阻力系數(shù)以及氣體的性質(zhì)。 QmaxQPc

4、/P11P2/P1abc臨界壓力比： 1kkc12c1k2PPv當(dāng)P2/P1vc時(shí)，為亞臨界狀態(tài)；當(dāng)P2/P1vc時(shí)，為臨界流動(dòng)狀態(tài)。k為絕熱指數(shù)。對(duì)于天然氣，k=1.3，vc=0.548 整理課件122、調(diào)壓器通過(guò)能力的計(jì)算08. 0P/P108. 0P/P1忽略燃?xì)獾膲嚎s性 考慮壓縮性 （1）對(duì)于不可壓縮流體氣體通過(guò)調(diào)壓器時(shí)壓力降的計(jì)算公式： 2WP2計(jì)算流量公式： P2FWFQF是管道斷面的面積，是對(duì)應(yīng)于管道斷面積的阻力系數(shù)。整理課件13PF509QQ為m3/h，F(xiàn)為cm2，P為MPa，為kg/m3 。流通能力系數(shù)C 含義含義：表示產(chǎn)品的指標(biāo) ；定義定義：在P=0.0981MPa，=10

5、00kg/m3時(shí)，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥門的小時(shí)流量。 表達(dá)式：表達(dá)式：04F. 5CQC值越大，表明相同條件下調(diào)壓器的通過(guò)能力越大。 C與流通斷面和阻力系數(shù)有關(guān)，已知C可求出阻力系數(shù)；已知阻力系數(shù)也可求出C值。 整理課件14（2）對(duì)于可壓縮流體的計(jì)算把燃?xì)饨?jīng)過(guò)閥門的流動(dòng)類似于漸縮噴管，計(jì)算時(shí)根據(jù)調(diào)壓器前后壓力比分為兩種情況。 亞臨界狀態(tài)，即：cc1212PPPP整理課件1511010ZTPP5260CQ計(jì)算公式： C 流通能力系數(shù)；考慮了燃?xì)饬鹘?jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)時(shí)密度變化的膨脹系數(shù)。公式中各參數(shù)的單位：Q0為m3/h，P及P1采用MPa。 公式推導(dǎo)中認(rèn)為流動(dòng)是絕熱的，由熱量交換所帶來(lái)的誤差利用予以補(bǔ)償，因此實(shí)際

6、應(yīng)用中，通常不采用理論計(jì)算公式計(jì)算，而是采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（圖9-7） 整理課件16臨界狀態(tài)，即：cc1212PPPP110c11c0ZT)PP(P5260CQ最大通過(guò)能力計(jì)算公式：1kkc12c12c11k291. 0PPPP-1PP式中：c臨界狀態(tài)時(shí)的膨脹系數(shù)。整理課件17（3）與實(shí)驗(yàn)參數(shù)的換算 實(shí)驗(yàn)調(diào)壓器時(shí)所用的參數(shù)用 表示，此時(shí)的流量為 02,P,P0Q實(shí)際參數(shù)用 表示，流量為 02,P,P0Q亞臨界狀態(tài) 020200PPPPQQ臨界狀態(tài) 020100PPPQ5 . 0Q整理課件18（4）選擇調(diào)壓器的額定流量 以上所得流量是閥門完全開啟時(shí)的最大流量。但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，閥芯的位移不超過(guò)最大行程

7、的90%為宜。此時(shí)調(diào)壓器的額定流量Q0與計(jì)算流量Qp之間的關(guān)系： pQ2 . 115. 1Q0調(diào)壓器計(jì)算流量一般按其承擔(dān)管網(wǎng)計(jì)算流量的1.2倍確定，即 2Q. 1QPQ1.4438. 1Q0整理課件19一、調(diào)壓器的分類1、按作用原理，即敏感元件（指探測(cè)調(diào)壓器出口壓力變化的元件）與傳動(dòng)裝置的受力元件的關(guān)系分類（1）直接作用式 n只依靠敏感元件(薄膜)所感受的出口壓力的變化移動(dòng)調(diào)節(jié)閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)。敏感元件就是傳動(dòng)裝置的受力元件。使調(diào)節(jié)閥門移動(dòng)的能源是被調(diào)介質(zhì)。整理課件20根據(jù)作用在薄膜的給定壓力部件，直接作用式調(diào)壓器可分為三種形式：重塊式、彈簧式和壓力作用式。 重塊式重塊式 出口壓力難以調(diào)節(jié)，一般用

8、于出口為低壓的配氣系統(tǒng)。彈簧式彈簧式 用彈簧代替重塊，調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)螺栓即可增加或縮小給定壓力值，可調(diào)進(jìn)出口壓力范圍較大。以上兩種調(diào)壓器都不適用于高的出口壓力 壓力作用式調(diào)壓器壓力作用式調(diào)壓器 給定壓力由薄膜上方小室內(nèi)的壓力確定，可以使用于較高的出口壓力。 整理課件21（2）間接作用式n敏感元件與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分離，敏感元件探測(cè)燃?xì)獬隹趬毫Φ淖兓?；將信?hào)傳遞給指揮（操縱）機(jī)構(gòu)，接通能源（外部能源或被調(diào)介質(zhì)）使調(diào)節(jié)閥門移動(dòng)。n一般包括指揮器和主調(diào)壓器兩部分。n間接作用式調(diào)壓器的靈敏度比直接作用式調(diào)壓器的靈敏度高。n多用于流量較大的區(qū)域調(diào)壓站中。n相同的指揮器和不同的主調(diào)壓器或相同的主調(diào)壓器和不同的指揮器

9、組合可形成不同形式的產(chǎn)品。整理課件222、按進(jìn)、出口壓力分類高中壓調(diào)壓器高中壓調(diào)壓器：通常用在門站、配氣站、三級(jí)系統(tǒng)的高中壓管網(wǎng)以及某些工業(yè)用戶；高低壓調(diào)壓器高低壓調(diào)壓器：用在城市的高低壓管網(wǎng)；中低壓調(diào)壓器中低壓調(diào)壓器：用在城市的中低壓管網(wǎng)，目前我國(guó)應(yīng)用最多。 另外，還有高高壓、中中壓、低低壓調(diào)壓器。整理課件233、按用途或使用對(duì)象分類（1）區(qū)域調(diào)壓器 區(qū)域性用氣調(diào)壓之用。高中、高低、中低調(diào)壓器均可作為區(qū)域調(diào)壓器；流量較大。 （2）專用調(diào)壓器 為工業(yè)用戶、公用事業(yè)用戶專用的調(diào)壓室，高中、高低、中低調(diào)壓器均可作為專用調(diào)壓器。（3）用戶調(diào)壓器 給一些集體食堂、小型公共建筑或者是居民點(diǎn)供應(yīng)燃?xì)?，供?/p>

10、量小，可將用戶和中壓管道連接起來(lái)，便于進(jìn)行樓棟調(diào)壓。整理課件24地上調(diào)壓器地上調(diào)壓器：采用最多的方式，其便于操作、檢修和維護(hù)管理，同時(shí)也比較安全；地下調(diào)壓器地下調(diào)壓器：操作、檢修和維護(hù)管理均不方便，一旦出現(xiàn)事故，將危及地上較大范圍的建筑物和人身安全，因此這種方式目前很少采用。 4、按設(shè)置方式分類整理課件25二、我國(guó)常用調(diào)壓器1、液化石油氣減壓閥進(jìn)口壓力：201000kPa；出口壓力：關(guān)閉壓力：使用溫度：-20+50 KPa8 . 25 . 03 . 0性能參數(shù)整理課件26用戶用氣量增加，引起出口壓力降低，作用在薄膜上的力降低，彈簧伸長(zhǎng)將橫軸拉向左方，閥口增大，通過(guò)的流量增加。反之亦然。作用過(guò)程

11、 存在問(wèn)題n當(dāng)流量增加到一定程度時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)，彈簧力減弱；n流量增加，薄膜撓度減小，有效作用面積增大；n進(jìn)口氣流直接沖擊薄膜，抵消掉部分彈簧力。所有這些都使得在流量增加時(shí)，出口壓力不能保持穩(wěn)定，所有這些都使得在流量增加時(shí)，出口壓力不能保持穩(wěn)定，而是偏低。而是偏低。思考：直接作用式間接作用式？思考：直接作用式間接作用式？整理課件27適用范圍n集體食堂n飲食服務(wù)業(yè)n用量不大的工業(yè)用戶n居民點(diǎn)n可以將用戶與中壓管道連接起來(lái)，進(jìn)行樓棟調(diào)壓。2、用戶調(diào)壓器整理課件28整理課件293、雷諾式調(diào)壓器n間接作用式調(diào)壓器n主要用作區(qū)域調(diào)壓及大用戶專用調(diào)壓 n屬于中低壓調(diào)壓器 整理課件30整理課件31三、調(diào)壓室的

12、組成及其裝置n調(diào)壓室n調(diào)壓器n閥門n過(guò)濾器n安全裝置n旁通管n測(cè)量?jī)x表等n調(diào)壓計(jì)量站n還裝有計(jì)量設(shè)備整理課件32、閥門n進(jìn)出口檢修調(diào)壓器、過(guò)濾器以及停用調(diào)壓器時(shí)切斷氣源n距調(diào)壓室10m以外進(jìn)出口管道應(yīng)設(shè)置切斷閥門n常開n當(dāng)調(diào)壓室發(fā)生事故或大修時(shí)，不必接近調(diào)壓室即可切斷氣源，防止事故蔓延。n旁通整理課件33、過(guò)濾器n目的：目的：消除燃?xì)庵械墓腆w懸浮物n位置：位置：調(diào)壓器入口n種類：種類：n重力式分離器重力式分離器（一般只能分離粒徑大于2030m）n離心式旋風(fēng)分離器離心式旋風(fēng)分離器（分離粒徑可至10m）n氣體管道過(guò)濾器氣體管道過(guò)濾器n填料：馬鬃、長(zhǎng)玻璃絲、金屬絲網(wǎng)等n過(guò)濾器前后應(yīng)設(shè)置壓差計(jì)，根據(jù)測(cè)

13、得的壓力降判斷過(guò)濾器的堵塞情況 整理課件34在長(zhǎng)距離的天然氣輸氣起點(diǎn)站、中間站、分氣站和門站，應(yīng)選用重力式及旋風(fēng)分離器。允許壓降較大時(shí)，可選用旋風(fēng)式；允許壓降較小時(shí)，可選用重力式。MPa時(shí)，一般選用氣體管道過(guò)濾器。整理課件35、安全裝置n原因原因n負(fù)荷為零而調(diào)壓器閥門關(guān)閉不嚴(yán)n調(diào)壓器中薄膜破裂或調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈時(shí)n出口壓力突然增高出口壓力突然增高n會(huì)危及設(shè)備的正常工作n甚至?xí)?duì)公共安全造成危害。n防止出口壓力過(guò)高的安全裝置防止出口壓力過(guò)高的安全裝置n安全閥、監(jiān)視器裝置和調(diào)壓器并聯(lián)裝置 整理課件36安全閥n安全切斷閥n當(dāng)出口壓力超過(guò)允許值時(shí)，自動(dòng)切斷燃?xì)馔返拈y門。 n安全放散閥n當(dāng)出口壓力出現(xiàn)異常

14、但尚沒(méi)有超過(guò)允許范圍前開啟閥門放散。不切斷管路，能保持不間斷供氣。 n水封式、重塊式、彈簧式整理課件37監(jiān)視器裝置備用調(diào)壓器2設(shè)計(jì)出口壓力略高于調(diào)壓器3 整理課件38調(diào)壓器并聯(lián)裝置n正常工作調(diào)壓器的給定出口壓力略高于備用調(diào)壓器的給定出口壓力。n備用線路上安全切斷閥的動(dòng)作壓力應(yīng)略高于正常工作線路上安全切斷閥的動(dòng)作壓力。整理課件39、旁通管n保證調(diào)壓器維修時(shí)不間斷供氣。n燃?xì)馔ㄟ^(guò)旁通管供給用戶n管網(wǎng)壓力流量調(diào)節(jié)通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)旁通管上閥門實(shí)現(xiàn)n選擇旁通管管徑n根據(jù)燃?xì)庾畹偷倪M(jìn)口壓力和需要的出口壓力以及管網(wǎng)的最大負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算n旁通管的管徑通常比調(diào)壓器出口管的管徑小23號(hào)整理課件40調(diào)壓器旁通管的最小管徑

15、調(diào)壓器管徑（mm）旁通管管徑（mm）7550150100200100300150整理課件415、測(cè)量?jī)x表 n安裝目的n判斷各種裝置及設(shè)備工作是否正常，主要是壓力表。n入口安裝指示式壓力計(jì)n出口安裝自記式壓力計(jì)n自動(dòng)記錄調(diào)壓器出口瞬時(shí)壓力，以便監(jiān)視調(diào)壓器的工作狀況。n用戶及專用調(diào)壓室通常還安裝流量計(jì)整理課件42四、調(diào)壓室的內(nèi)部布置n區(qū)域調(diào)壓室n專用調(diào)壓室n箱式調(diào)壓裝置要便于管理及維修，設(shè)備布置要緊湊，管道及輔助管線力求簡(jiǎn)短。整理課件43、區(qū)域調(diào)壓室n通常布置成一字形，有時(shí)也可布置成形及L形。n在區(qū)域調(diào)壓室內(nèi)不必設(shè)置流量計(jì)。n調(diào)壓室凈高通常為m，主要通道的寬度及每?jī)膳_(tái)調(diào)壓器之間的凈距不小于lm。n調(diào)壓室的屋頂應(yīng)