调压基础知识

调压器基础知识学习资料

1、调压器的三大元素

控制元素：即调节元件，一般由阀座和阀瓣构成,它的作用是改变阀座和阀瓣之间的距离, 从而改变了介质的流通面积。

加载元素：一般是由弹簧或重块构成。其弹力或重力作用在传感单元上,并且有使调节单元的阀座和阀瓣之间的距离加大的趋势。

测量元素：即传感元件，一般由膜片及托盘构成,在出口压力(P2))的作用下产生与负载单元作用力相反的力,并且有使调节单元的阀座和阀瓣之间的距离减小的趋势。

2、调压器功能

减压阀：保证下游流量的需求；又同时维持下游压力的稳定。

3、调压三大参数

进口压力P1，出口压力P2，流量Q

（前后压差P1- P2）

4、常用压力单位换算

1MPa=10bar=1000KPa

1bar=100KPa=1000mbar=14.5PSI

1mmH2O=9.89Pa

1KPa=4 inch w.c.

1大气压=1.01bar=101KPa

（1公斤=11bar=0.1MPa）

5、调压精度

在相同的进出口压力、流量下，调压器的压力偏差越小，其稳压精度越高。

6、调压器分类

按驱动装置类型分：直接作用式RTZ和间接作用式RTJ（指挥器作用式），直接作用式又分为直杆式、杠杆式和平衡阀芯式，间接作用式分为加载型和卸载型。自力式调压器：不需要辅助能源而依靠调节介质本身所提供能源进行调压和稳压的调压器。

直接作用式调压器：利用出口压力的变化，直接驱动执行器传感元件带动调节元件运动的调压器。

间接作用式调压器：利用出口压力的变化，经指挥器放大后控制执行器传感元件带动调节元件运动的调压器。7、直接作用式调压器

直接作用式调压器是通过内信号管路或外信号管路来感应下游压力的变化。下游压力通过在传感元件（簿膜）上产生的力与加载元件（弹簧装置）产生的力来进行对比，移动皮膜和阀芯，从而改变调压器流通通道的大小。

调节单元：一般由阀口和阀瓣构成,它的作用是改变阀口和阀瓣之间的距离, 从而改变了介质的流通面积。加载单元：一般是由弹簧或重块构成。其弹力或重力作用在传感单元上,并且有使调节单元的阀座和阀瓣之间的距离加大的趋势。

传感单元：一般由簿膜和托盘构成,在出口压力(P2)的作用下产生与加载单元作用力相反的力,并且有使调节单元的阀座和阀瓣之间的距离减小的趋势。

其逻辑关系为:

被控制量P2(增加)---传感元件向上作用力(增加)---阀座和阀瓣之间的距离(减小)

---被控制量P2(减小);

被控制量P2(减小)---传感元件向上作用力(减小)---阀座和阀瓣之间的距离(增加)

---被控制量P2(增加);

8、间接作用式调压器

间接作用式是由指挥器内出口压力和调压弹簧的相互作用调定一个负载压力来控制调压器主阀阀口的开度，从而改变调压器流通通道的大小。

指挥器的主要功能是为了增加调压器的敏感性。如果可以感应到下游压力P2的变化，再将它转化成P3 的更大变化值，这样调压器对于流量需求改变的相应程度（敏感性）将会增加。此外，压力偏差也可以大大地减小，从而减小它对调压器精确度和流量的影响。其逻辑关系为:

被控制量P2(增加)---指挥器传感元件向上作用力(增加)---节流孔(减小)---操作压力P3(减小)

---主调传感元件向上作用力(减小)---阀座和阀瓣之间的距离(减小)---被控制量P2(减小)。

被控制量P2(减小)---指挥器传感元件向上作用力(减小)---节流孔(增大)---操作压力P3(增加)

---主调传感元件向上作用力(增加)---阀座和阀瓣之间的距离(增加)---被控制量P2(增加)。

9、加载式（双向控制）调压器

指挥器的作用会将负载压力P3 加到主调压器的执行

器上。

在加载式控制系统中指挥器的连接方式是为了使P2 同时加载到指挥器的皮膜上和主调压器的皮膜上。当下游的流量需求是恒定值时，P2 决定了指挥器皮膜的位置，从而使通过指挥器的气体可以使P2 和P3作用于主调压器皮膜上。当P2 改变时，主调压器皮膜顶部的压力和指挥器皮膜底部的压力将会随之改变。当P2 作用于主皮膜上时，它将重新设定主阀芯的位置。根据P2 的改变而作出的即时响应容易使双路设计比其他指挥器控制式调压器更快。同时，作用于指挥器皮膜上的P2 将会重新设定指挥器的位置，并且改变作用于主调压器皮膜上的P3 。P3 的这种调节准确地决定了主调压器阀芯的位置。作用于主调压器皮膜上的P3经过一个固定的节流孔直到皮膜两侧的压力达到平衡。此时，流过调压器阀口的流体将满足下流的流量要求。

双向控制的主要优点是提高响应速度和精确度。这样的系统可以将压力偏差限制到百分之三以下。它们以较高的精确度、较大的流量和很大的压力变化范围与调压系统相适应。

10、卸载式调压器

指挥器的作用是使负载压力P3 从主调压器上卸载掉。

卸载系统安装于指挥器上，从而使P2 只作用于指挥器皮膜上。调压器皮膜上的压力P1 不断卸载，并通过固定节流孔达到皮膜顶部。当下游的流量需求为恒定值时，指挥器打开到足以使P3维持主体调压器皮膜的位置。当下游流量需求发生变化时，P2 也发生变化，从而指挥器皮膜也随之发生相应的变化。指挥器将对P3进行调整，以便重新确定和维持主体调

压器皮膜的位置。

卸载系统不如双向系统反应迅速，它们需要更高的操作压差来保证运行。然而，它们更加简单和经济，尤其是用于大型调压器中。卸载系统通常与常用的弹性胶体皮膜型调压器一起使用。这类调压器使用一层可动的隔膜阻止流量。

11、直接作用式和间接作用式调压器比较

♦驱动方式：间接作用式是由指挥器来通过出口压力和调压弹簧的相互作用调定一个操作压力来控制调压器；而直接作用式是直接通过出口压力和调压弹簧的相互作用来直接控制调压器。

♦执行器受力腔：间接作用式的主薄膜两侧都有工作介质，并且由两侧介质的压力比较来调节主阀瓣的开启、关闭、以及阀口的开度大小来达到对后压的控制；直接作用式的主薄膜一侧是工作介质一侧是通大气，它是由工作介质在薄膜上产生的压力与调节弹簧的作用力比较来调节主阀瓣的开启、关闭、以及阀口的开度大小来达到对后压的控制。

♦响应速度：由于间接作用式对后压的调节要经过指挥器输出一个操作压力与后压比较来推动主薄膜的移动，带动阀瓣使开度变化，而直接作用式是后压直接作用在主薄膜上与弹簧力比较来推动主薄膜的移动，带动阀瓣使开度变化，所以直接作用式的信号反馈很直接，反应速度快。

♦调压范围:直接作用式由于主薄膜一侧是大气，一侧是出口压力，较小的压力就可以产生很大的作用力（P×S），而弹簧的设计又不能无限大，与较高压力相平衡的弹簧无法实现，且作用力太大对主薄膜、托盘及阀杆等的强度要求又太高不容易实现，所以直接作用式只能用于调节较低的压力，一般作为居民小区及工商业用户的调压稳压设备及直燃设备的燃气供应；间接作用式主薄膜两侧都是工作介质，一侧是出口压力，另一侧是负载压力，所以主薄膜承受的是不同压力的差值，无论两侧的压力多大，我们都可以把这个差值控制的很小使相应的零件能够承受其产生的力，而且指挥器的薄膜可以做的很小，使很高的后压在上面产生的作用力都不大，指挥弹簧的设计也成为可能，所以间接作用式可用于调节较高的压力，一般作为高-高压、高-中压的燃气管网、站场、CNG站、大中型工业用户的调压和稳压。

♦初始状态:无前压时，间接作用式的主阀瓣处于关闭位置，而直接作用式的主阀瓣处于开度最大的位置。

12、调压器安全保护设备

安全切断阀，安全放散阀.

切断阀的作用：当调压器出口压力因故升高或降低，达到切断阀设定的启动压力时，它立即自动切断气源，保护下游设备不受损坏。

放散阀的作用:当调压器出口压力因故升高,达到放散阀设定值时，它立即开启，将超出的压力向系统外排放。

13、调压器的安装通则

1) 检查燃气输配管线压力是否与调压器的压力范围相符。2) 检查调压器上的气流箭头是否与安装管线的气流方向一致。3) 水平安装调压器，调压器前应安装过滤器和紧急切断阀，调压器后应留有足够长的直管段，调压器反馈信号采取点应在调压器后管径（DN）的4～6倍处，建议调压器下游管道气体流速不超过20～25m/s。4) 安装完成后，用燃气报警器或皂液对所有接头作气密性检查。注意：1) 安装调压器前，应将上游管线清理干净；2) 当调压器安装在管线上时，若管线需要试压一定要用盲板将调压器阻隔或将调压器拆下，否则容易损坏调压器。