天然氣門(mén)站及調(diào)壓器培訓(xùn)

1、 前言前言 天然氣調(diào)壓站是燃?xì)廨斉溥^(guò)程中的主要設(shè)備之一。長(zhǎng)輸管線的天然氣經(jīng)過(guò)高高壓、高中壓站進(jìn)入城市管網(wǎng)。在每個(gè)城市管網(wǎng)中都存在大量的工商業(yè)用戶、民用用戶，中低壓調(diào)壓站面對(duì)的都是這樣的最終用戶，所以調(diào)壓站的功能除了計(jì)量、調(diào)壓之外，最重要的就是保證不間斷供氣。因?yàn)橹械蛪赫{(diào)壓站之后沒(méi)有足夠的管線可作為緩沖儲(chǔ)氣，也不可能象城市門(mén)站一樣設(shè)置復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。一旦停氣，將直接影響最終用戶，特別是工業(yè)用戶，將造成數(shù)十萬(wàn)以至上百萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)損失。所以，如何利用一些簡(jiǎn)單可行的工藝方案，保證中低壓站不間斷供氣，是各地燃?xì)夤?yīng)單位所關(guān)心的問(wèn)題。本文將對(duì)目前普遍采用的幾種工藝方案逐一進(jìn)行比較，以供參考。一、門(mén)站工藝方案分

2、析1、一開(kāi)一備并聯(lián)監(jiān)控方式： 一般選用兩臺(tái)型號(hào)完全相同的調(diào)壓器 并聯(lián)，一臺(tái)為主路工作凋壓器，一臺(tái)為備用路的監(jiān)控調(diào)壓器，工作調(diào)壓器的設(shè)定壓力為P2，監(jiān)控調(diào)壓器的設(shè)定壓力P3略低于工作壓力。例如：P2=5000Pa，P3=4800Pa。當(dāng)工作調(diào)壓器工作的時(shí)候，下游壓力高于監(jiān)控調(diào)壓器的啟動(dòng)壓力，所以監(jiān)控調(diào)壓器處于全閉狀態(tài)。u當(dāng)工作調(diào)壓器發(fā)生故障使出口壓力升高，主路的 緊急切斷閥動(dòng)作，切斷氣路。由于下游用戶用氣的影響，下游壓力下降到監(jiān)控調(diào)壓器的驅(qū)動(dòng)壓力，監(jiān)控調(diào)壓器打開(kāi)開(kāi)始工作，出口壓力略低于原出口壓力。u當(dāng)工作調(diào)壓器故障，出口壓力降低，達(dá)到監(jiān)控調(diào)壓器的啟動(dòng)壓力，監(jiān)控調(diào)壓器啟動(dòng)參與調(diào)壓，出口壓力低于原出

3、口壓力。u優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，目前普遍運(yùn)用。u缺點(diǎn)：1、備用路的出口壓力低于正常出口壓力。2、備用路的切斷壓力要高于工作路的切斷壓力很多，否則在工作路切斷的時(shí)候，備用路也將被切斷。3、雖然工作路備用路的切斷壓力有差別，但是在下游壓力升高幅度很大的情況下，備用路仍然有可能同時(shí)被切斷，造成停氣。2、串聯(lián)監(jiān)控方式：u串聯(lián)監(jiān)控有兩種方式，一種是監(jiān)控調(diào)壓器置于主工作調(diào)壓器之前，一種是置于工作調(diào)壓器之后。切斷閥設(shè)在兩個(gè)調(diào)壓器的上游。兩種工藝工作原理基本相同，一般習(xí)慣用第一種方式，如圖所示。u監(jiān)控調(diào)壓器的壓力設(shè)定都略高于工作調(diào)壓器，所以當(dāng)工作調(diào)壓器工作的時(shí)候，監(jiān)控調(diào)壓器處于全開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)工作調(diào)壓器發(fā)生故障致使下游

4、壓力升高到監(jiān)控調(diào)壓器的壓力設(shè)定的臨界值，監(jiān)控調(diào)壓器控制壓力升高，關(guān)小閥口，開(kāi)始工作調(diào)壓。出口壓力將略高于原出口壓力。u優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、較并聯(lián)監(jiān)控少用廠一個(gè)切斷閥，只在單路上增加一個(gè)相同的調(diào)壓器和一條取壓管路，就可以保證不問(wèn)斷供氣。2、切斷壓力可設(shè)定為工作壓力的14倍，保證最終的切斷壓力在正常的范圍之內(nèi)，而不象并聯(lián)監(jiān)控那樣切斷壓力過(guò)高。u缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1、雖然遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置可及時(shí)監(jiān)測(cè)到管路中壓力的變化，及時(shí)的安排人員進(jìn)行維修，但檢修必須停氣，所以選擇在用氣低峰的時(shí)候進(jìn)行(例如晚上)。對(duì)于要求24小時(shí)不間斷供氣的重要單位或工業(yè)用戶，該系統(tǒng)顯然不適合。2、當(dāng)工作調(diào)壓器故障致使出口壓力降低(例如堵塞)，無(wú)法保

5、證不間斷供氣。3、串并聯(lián)監(jiān)控方式：u1、當(dāng)運(yùn)行路工作調(diào)壓器發(fā)生故障，出口壓力升高，運(yùn)行路監(jiān)控調(diào)壓器開(kāi)始工作。如果監(jiān)控調(diào)壓器也發(fā)生故障導(dǎo)致下游壓力升高，運(yùn)行路切斷閥關(guān)閉。而此時(shí)備用路切斷壓力設(shè)定為值略高于工作路監(jiān)控閥設(shè)定值，切斷閥仍處于全開(kāi)狀態(tài)。同時(shí)備用路工作調(diào)壓器處于關(guān)閉狀態(tài)，由于下游繼續(xù)供氣，當(dāng)下游壓力下降至備用路工作壓力以下時(shí)，備用路工作凋壓器啟動(dòng)，開(kāi)始工作調(diào)壓。如果備用路的工作調(diào)壓器也不能正常調(diào)壓導(dǎo)致壓力升高，備用路監(jiān)控調(diào)壓器開(kāi)始工作。從而保證不間斷供氣。u2、當(dāng)運(yùn)行路工作調(diào)壓器發(fā)生故障，出口壓力降低，流量減小，監(jiān)控調(diào)壓器仍然處于全開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)下游壓力下降至備用路工作壓力以下時(shí)，備用路工作

6、調(diào)壓器打開(kāi)，并開(kāi)始工作，補(bǔ)上損失的壓力和流量。同時(shí)，壓力信號(hào)遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)，提醒檢修，保證不間斷供氣。u優(yōu)點(diǎn)：a)與并聯(lián)相結(jié)合，更大范圍的保證不間斷供氣，無(wú)論是在皮膜打穿還是調(diào)壓器堵塞的情況都可以保證調(diào)壓。b)單臺(tái)調(diào)壓器獨(dú)立調(diào)壓和兩臺(tái)(兩級(jí))調(diào)壓相結(jié)合，自由組合。u存在問(wèn)題：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試過(guò)程復(fù)雜，造價(jià)相對(duì)較高。4、帶止回閥并聯(lián)監(jiān)控方式:u此種設(shè)計(jì)與并聯(lián)監(jiān)控方式基本相同，但在每路的調(diào)壓器下游各加裝一個(gè)止回閥。切斷閥的取樣點(diǎn)在調(diào)壓器的下游、止回閥的上游。工作調(diào)壓器的設(shè)定壓力高于備用調(diào)壓器設(shè)定。切斷壓力可以相同。u止回閥的作用就是在工作調(diào)壓器發(fā)生故障，調(diào)壓器的出口壓力升高，工作路進(jìn)行超壓切斷之前，下

7、游的高壓氣體由于止回閥的阻擋作用，無(wú)法到達(dá)備用路的切斷閥取壓點(diǎn)的位置，備用路就不會(huì)因此而產(chǎn)生切斷。u當(dāng)下游的壓力降低到備用路調(diào)壓器的臨界壓力時(shí)，備用調(diào)壓器啟動(dòng)開(kāi)始調(diào)壓。出口壓力略低于原出口壓力，保證不間斷供氣。u優(yōu)點(diǎn)：1、加裝兩個(gè)止回閥，即不增加太大的成本，不需要復(fù)雜的工藝，即能保證不間斷供氣。2、由于切斷壓力設(shè)定相同，切斷閥壓力無(wú)偏差，無(wú)誤動(dòng)作。3、兩個(gè)調(diào)壓器的設(shè)定壓力差可以很小，如P2=5kPa，P3=4.9kPa,使出口壓力波動(dòng)較小?？偨Y(jié)u綜上所述，四種調(diào)壓系統(tǒng)都可以保證不間斷供氣，但是各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。選擇哪種調(diào)壓系統(tǒng)要結(jié)合自身?xiàng)l件和具體情況而定。u并聯(lián)監(jiān)控方式：適合于對(duì)壓力精度要求不

8、高的小型用戶，檢修的時(shí)候不停氣。例如：居民用戶，對(duì)熱值要求不高的工業(yè)用戶。u串聯(lián)監(jiān)控方式：適合于對(duì)壓力精度要求不高的小型用戶，檢修的時(shí)候可以停氣。例如：對(duì)供氣要求不高的工業(yè)用戶。u并聯(lián)串聯(lián)監(jiān)控方式：適合于對(duì)供氣要求較高的大型工業(yè)用戶或小型城市門(mén)站。u帶止回閥并聯(lián)監(jiān)控方式：適合于對(duì)供氣要求較高，壓力要求相對(duì)穩(wěn)定的用戶。適用范圍廣泛。二、調(diào)壓器分類(lèi)及FL調(diào)壓器的介紹需要注意：調(diào)壓器分為自力式與外力式。1、自力式調(diào)壓器：通過(guò)自身內(nèi)部的力，如彈簧力、管道壓力等調(diào)節(jié)皮膜移動(dòng)，從而起到調(diào)壓作用。2、外力式調(diào)壓器：是在外部通過(guò)電力、氣動(dòng)等對(duì)主閥皮膜施加一個(gè)外力，起到調(diào)壓作用。目前燃?xì)庑袠I(yè)所使用的調(diào)壓器多為自

9、力式調(diào)壓器。2.1直接作用與指揮器式調(diào)壓器的原理u 直接作用式調(diào)壓器：指只依靠敏感元件（薄膜）所感受的出口壓力變化來(lái)對(duì)閥門(mén)進(jìn)行移動(dòng)和調(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(mén)移動(dòng)的能源是被調(diào)介質(zhì)。 通俗講，直接作用式調(diào)壓器就是直接依靠調(diào)壓器薄膜所感受的出口壓力的變化，來(lái)移動(dòng)閥門(mén)和進(jìn)行調(diào)節(jié)。使閥門(mén)移動(dòng)和調(diào)節(jié)的能量，是被調(diào)燃?xì)獾膲毫?。u 指揮器式調(diào)壓器：又稱(chēng)為間接作用式調(diào)壓器。當(dāng)出口壓力變化時(shí)，操縱機(jī)構(gòu)（指揮器）動(dòng)作，接通能源（或給出信號(hào)），使調(diào)節(jié)閥門(mén)移動(dòng)。它的敏感元件（即感應(yīng)出口壓力的元件）和傳動(dòng)裝置（即受力動(dòng)作并進(jìn)行調(diào)節(jié)的元件）是分開(kāi)的。 通俗講，間接作用式調(diào)壓器就是多了一個(gè)指揮器部分。

10、指揮器與調(diào)壓器結(jié)果相似，也由閥門(mén)、皮膜、彈簧等組成。指揮器的作用是放大出口壓力P2升高或降低的信號(hào)，從而加快調(diào)壓器的動(dòng)作，提高調(diào)壓器的精度和靈敏度。2.1.1直接作用式調(diào)壓器優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格便宜。 2、調(diào)壓響應(yīng)速度很快。 3、廣泛應(yīng)用于出口壓力 在0.069bar以下的情況。缺點(diǎn)：1、壓力、閥體尺寸和流 通能力受到限制。 2、調(diào)壓精度低。 精度在10%20%間。 在有些設(shè)備上只能使用直接作用式調(diào)壓器，如鍋爐設(shè)備，需要調(diào)壓速度極快，指揮器式調(diào)壓器，即使雙向控制都無(wú)法滿足其對(duì)調(diào)壓速度的要求。 如果在鍋爐設(shè)備上使用指揮器式調(diào)壓器，則必須在下游加裝燃?xì)鈪R管或者儲(chǔ)氣設(shè)備；否則造成的后果是：間歇性斷

11、氣。2.1.2指揮器式調(diào)壓器優(yōu)點(diǎn)：1、精度高。調(diào)壓精度1%。 2、流量、壓力范圍較寬。缺點(diǎn)： 價(jià)格昂貴。指揮器式調(diào)壓器分類(lèi)u 按照流體在主閥內(nèi)流動(dòng)方式分類(lèi)：1、軸流式；2、曲流式。u 按照指揮器對(duì)主閥的控制分為：1、負(fù)載型；2、卸載型。軸 曲 流 流式 式 軸流負(fù)載式 （管式閥芯） 曲流卸載式（筒式閥芯） 軸流卸載式彈性元件型調(diào)壓器軸流式和曲流式特點(diǎn)比較：曲流式特點(diǎn)：1、整體質(zhì)量比軸流式輕，易于安裝拆卸。 2、可用于壓差較高的管路。 3、對(duì)流體純凈程度有較嚴(yán)格的要求。 4、安裝方式為水平安裝。 5、如果皮膜或其他元件損壞，需整體拆卸。軸流式特點(diǎn)：1、流通能力大(流量大)。 2、對(duì)流體純凈程度要

12、求較曲流式低。 3、無(wú)法用于高壓管路，一般最大入口壓力10mpa。 4、安裝方式較隨意，豎直、水平皆可。 5、如果內(nèi)部元件損壞，無(wú)需整體拆裝，方便更換。卸載式和負(fù)載式 卸載式調(diào)壓器(單向控制)特點(diǎn)：1、響應(yīng)速度慢。2、取壓管路少。3、壓差高。負(fù)載式調(diào)壓器(雙向控制)特點(diǎn)：1、響應(yīng)速度快。2、壓差低。綜上所述：調(diào)壓器的種類(lèi)很多，不同的調(diào)壓設(shè)備應(yīng)合理選用調(diào)壓器，例如：1、CNG調(diào)壓設(shè)備中，高壓段入口壓力通常在20mpa左右，一級(jí)減壓調(diào)壓器就不能選擇軸流卸載式調(diào)壓器。2、對(duì)于調(diào)壓精度要求較高的調(diào)壓設(shè)備，不能選用直接作用式調(diào)壓器；流量大，不穩(wěn)定且雜質(zhì)含量較高的流體不能選用軸流式調(diào)壓器。3、類(lèi)似于門(mén)站調(diào)

13、壓系統(tǒng)的減壓設(shè)備，流量大、壓差低、調(diào)壓精度較高則應(yīng)該選用軸流式卸載調(diào)壓器。4、對(duì)于鍋爐等設(shè)備不能使用指揮器式調(diào)壓器。2.2FL調(diào)壓器簡(jiǎn)介FL調(diào)壓器為軸流式負(fù)載調(diào)壓器。經(jīng)常用于門(mén)站等流量大，精度高的大型減壓設(shè)備中（調(diào)壓穩(wěn)壓精度可達(dá)到4d。 2、調(diào)壓器下游直管路長(zhǎng)度應(yīng)6d。（d為下游直管路管徑，距離越遠(yuǎn)取壓越穩(wěn)定。） 3、取壓管應(yīng)選用直徑為10mm的不銹鋼管。 4、FL調(diào)壓器自帶一襯塊，安裝于調(diào)壓器法蘭面與下游直管 路法蘭面之間。注：無(wú)論哪一種調(diào)壓器，其下游取壓點(diǎn)距調(diào)壓器的距離4d。2、FL、BFL與MFL取壓點(diǎn)的位置 FL調(diào)壓器上下游均需取壓，取壓點(diǎn)如前圖所示,上游取壓為一路，通向指揮器；下游取

14、壓為兩路，分別通向指揮器與閥體主調(diào)壓膜（其中通向指揮器的管路可分出一只作為下游排放信號(hào)管）。需要注意的是，為了獲取一個(gè)較穩(wěn)定的壓力值： 1、下游取壓點(diǎn)距離調(diào)壓器出口距離最好大于4倍的直管路 管徑且越遠(yuǎn)越好（不包括閥體、變徑、彎頭等）。 2、調(diào)壓器下游直管路長(zhǎng)度應(yīng)該稍長(zhǎng)最好大于6倍管徑。 3、取壓管管徑應(yīng)為10mm（以前常用8mm管）。BFL調(diào)壓器，閥體與指揮器取壓點(diǎn)與FL完全相同。不同的是BFL還需給出切斷閥的取壓點(diǎn)，如圖所示：切斷閥取壓點(diǎn)位置與指揮器下游取壓點(diǎn)相同，上游為自取壓。MFL調(diào)壓器可視為完全相同的兩個(gè)FL調(diào)壓器串聯(lián)，其取壓點(diǎn)同F(xiàn)L原理和要求相同。 不同的是。關(guān)于門(mén)站中使用MFL或者

15、是兩個(gè)調(diào)壓器串聯(lián)的監(jiān)控減壓調(diào)試，請(qǐng)見(jiàn)下述。串聯(lián)監(jiān)控調(diào)壓器的調(diào)試（兩調(diào)壓器串聯(lián)或使用MFL型） 調(diào)壓器串聯(lián)監(jiān)控大都采用被動(dòng)監(jiān)控的形式，即監(jiān)控調(diào)壓器為全開(kāi)狀態(tài)。1、監(jiān)控調(diào)壓器：前調(diào)壓器2、工作調(diào)壓器：后調(diào)壓器3、中間壓力：監(jiān)控與工作調(diào)壓器間的壓力。4、后級(jí)壓力：工作調(diào)壓器之后管路上的壓力。調(diào)試步驟： 1、先檢查兩只調(diào)壓器的取壓信號(hào)是否正確，如果取壓信 號(hào)都是連接在工作調(diào)壓器之后，為正確連接。 2、將兩只調(diào)壓器的調(diào)壓彈簧都?jí)褐磷罹o，松開(kāi)監(jiān)控調(diào)壓器的調(diào)壓彈簧使后級(jí)壓力至切斷壓力，調(diào)試切斷閥。 3、再松開(kāi)監(jiān)控調(diào)壓器的調(diào)壓彈簧，使中間壓力至出口壓力的設(shè)定值+10%+10%左右。 4、松開(kāi)工作調(diào)壓器的調(diào)壓彈

16、簧，使后級(jí)壓力至出口壓力的設(shè)定值。此時(shí)可以看到中間壓力會(huì)升至等于進(jìn)口壓力。注：此項(xiàng)調(diào)試應(yīng)在出口大流量狀態(tài)下進(jìn)行。調(diào)試判斷： 1、如果中間壓力不等于進(jìn)口壓力，說(shuō)明監(jiān)控調(diào)壓器正在工作。 2、如果中間壓力等于出口壓力，則說(shuō)明工作調(diào)壓器有問(wèn)題。拆卸：調(diào)壓器內(nèi)部元件最易損壞的是閥口墊，更換時(shí)需拆卸下游管道及殼體。拆卸步驟（參見(jiàn)上圖并參考FL調(diào)壓器附圖）：A:先松開(kāi)下游的連接法蘭螺栓。B:拆掉下游法蘭間的襯塊48。C:拆下螺釘15并拆掉下游出口法蘭14。D:拆下閥口墊固定器18，拆下螺釘20，取下閥口墊蓋21，更換閥口墊16；如o形圈17與22有損壞則一并更換.E:檢查閥口墊16與閥筒2接觸面是否破損，如

17、有必要可更換閥筒2.F:倒轉(zhuǎn)執(zhí)行以上步驟，安裝各部件。為了便于將閥口墊固定器裝入閥座，可先在接口M處連接手動(dòng)氣泵，并使用手動(dòng)氣泵使調(diào)壓器全開(kāi)。注：襯塊48（帶有把手），其作用是方便FL調(diào)壓器整體拆卸，作用類(lèi)似 于補(bǔ)償器，其前后各加裝一片密封墊。維護(hù)1、維護(hù)前的注意事項(xiàng)： 在進(jìn)行維護(hù)之前，為了完全釋放調(diào)壓器內(nèi)的氣體，首先關(guān)閉進(jìn)出口的閥門(mén)，然后打開(kāi)放散閥徹底放氣。可以擰松進(jìn)出口處連接，已確認(rèn)調(diào)壓器內(nèi)部無(wú)氣壓。對(duì)于BFL帶有切斷閥的調(diào)壓器，在切斷閥切斷復(fù)位前，應(yīng)確定下游已經(jīng)排空。 在進(jìn)行維護(hù)時(shí)，建議更換所有橡膠件，且只能使用備件包中提供的備件。在完成維護(hù)工作后，應(yīng)該用肥皂水測(cè)試密封性。2、對(duì)調(diào)壓器指揮器進(jìn)行定期檢查： 緩慢地關(guān)閉調(diào)壓器下游的閥門(mén)，并檢查調(diào)壓器與閥門(mén)之間管道內(nèi)的壓力。此時(shí)看到壓力會(huì)稍微上升，接著穩(wěn)定下來(lái)。這種情況下，檢查調(diào)壓器與指揮器是否有泄漏。若此時(shí)壓力仍然升高，說(shuō)明有內(nèi)漏。3、更換調(diào)壓器的閥口墊： 由于流體流量不穩(wěn)定以及長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)，調(diào)壓器閥體內(nèi)部閥口墊最容易磨損破壞，需經(jīng)常拆換，詳細(xì)步驟見(jiàn)拆卸部分的敘述。4、整體維護(hù)：5、故障診斷6、重新裝配 其他附加部件調(diào)壓器降噪系統(tǒng)調(diào)壓系統(tǒng)噪音來(lái)源：1、來(lái)源于管道。2、