工业企业专用调压计量间设备布局之“调压前计量”篇

浅谈工业企业专用调压计量间设备布局之“调压前计量”篇[摘要]本文是针对天然气用户专用调压计量间的设备，调整布局方式，通过计算、对比等方式，分析可行性优势，以期达到降低设备占用空间，节省设备资金等。

[关键词]天然气调压计量设计
中图分类号：tu996 文献标识码：b 文章编号：1009-914x（2013）22-0057-01
一、目的和意义
我国正在大力推行节能减排等环保措施，天然气已经被广泛应用于生产以及锅炉制冷、供暖等领域。

为了保证大型用户供气的平稳性和持续性及方便管理和维修，通常要设立专用调压计量间。

目前对该类用户通常采用的供气形式是：市街管道接入—调压器调压—流量计计量—输送到用气设备。

在一些情况中，由于用气量较大，选用的调压、计量设备及管道的规格也较大。

本文的着眼点就在于如何更好的利用现有的条件，改善设备的空间占用率，即在大型燃气用户中采用“先计量后调压”，力求减少设备购置成本、降低设备选用的尺寸规格、缩小占用空间。

二、实例分析及对比计算
以下为实际案例中的相关数据：
某大型酒店采用燃气直燃机和锅炉为其提供夏季制冷和冬季供
暖及生活用水。

拟设2台直燃机、3台2t燃气锅炉。

直燃机冬季采暖最大热负荷为每台机组812x104kcal/h；夏季制冷最大热负荷为
每台机组685.5x104kcal/h。

燃气供气压力为15-30kpa。

燃气耗气调节范围为17-100%。

每台机组二个燃烧器，燃气平均分配。

燃气锅炉每台天然气热负荷为1287400kcal/h。

燃气供气压力为
20-50kpa，燃气耗气调节范围为30-100%。

调压计量间室温为20℃。

图1为本工程实际工艺流程图，根据上述的燃气工程配套实例，以自己的体会和理解，浅述采用调压前计量的一些优点。

1、流量计选用规格降低。

根据实例，市街管网的输送压力为
0.1mpa。

由于两套设备炉前供气压力范围有重叠，所以在直燃机的最高供气压力30kpa和锅炉的最低供气20kpa之间及考虑管道水力计算的压损，将调压器出口压力统一设定为27kpa。

通过对设备的热负荷及使用情况进行核算，最大标况小时流量为2956m3，最小标况小时流量为775m3。

在全部流量计中，涡轮流量计具有结构简单，重理轻，维修方便，流通能力大，价格廉等特点。

因此我们以涡轮流量计为例，根据流量计算公式计算出最大、最小的工况小时流量分别为：
qmax=q0·p0/p·t/t0=2371 m3
qmin=q0·p0/p·t/t0=621 m3
参照流量计选型表并考虑始动流量和计量精确度，及流量计的计量上限为最大流量的1.4倍，可以选择三台口径为dn150，量程为32 m3～650 m3的流量计和一台口径为dn150量程为50 m3～1000 m3的流量计。

如果我们将流量计调换到调压器之前，除运行压力调整为市街管
道输送压力0.1mpa外，其他参数要求不变，则根据以上公式推算的最大、最小的小时工况流量分别为1487 m3和312 m3
根据上述流量计选用表格，在调压器前计量的情况下，我们选择二台口径为dn100，量程为32 m3～650 m3的流量计和一台口径为dn100量程为20 m3～400m3的流量计即可以满足计量要求。

2、设备占用空间小，节省资源。

首先，根据上述的计算，采用“先计量后调压”方式后，计量部分的流量计、各种阀门等尺寸都可选择公称直径为dn100的配件，相比较原来的方式设备尺寸降低了一个规格；另外，只采用了三台流量计，比原有方式减少一台。

计量部分的设备空间占用率大大降低。

其次，根据流量计算公式q=πd2v/4。

我们可将从市街管网输送到进户处的中压流速确定为20m/s，再将流量数值代入公式，可得管道直径为：
d2=4*1487/（3600*3.14*20）=0.0263
d=0.163m
经过水力计算校和，可得出流量计前后端管径为dn200即可满足供气要求。

由于流量计受流速分布和旋转流的影响较大，上下游必须保持必要的直管段长度。

这样的配管设置相比较原有的流量计前后主管管径为dn300和各计量支线管径为dn150的设计方案，所占用的空间更小，设备摆放更灵活。

因此在满足涡轮流量计前后直管段长度的要求上，空间也比较宽裕。

以上两个方面对于改善大型调压计量间内设备、管径比较粗大、
笨重的形象具有明显效果。

另外，也缩小了调压计量间设备用房土建用地的范围。

3、计量精确度更高。

在此案例中，我们假设一种整体用气系统用量下限的情况：只启动一台燃气锅炉，并且调节至最小耗气范围即用气负荷的30%。

采用“先计量后调压”方式时，根据其提供的热负荷可换算出最小小时标况流量为56.7 m3。

折合工况小时流量为28.5 m3。

在流量计三路并联，流量平均分配的情况下，每路小时流量为9.5 m3。

所采用的两种规格流量计始动流量分别为4.2 m3和6.7 m3，均小于整个系统的最小工况流量。

因此，在最小工况下流量计也可启动计量。

我们再参考原来的“先调压后计量”方式，换算出最小的工况流量为44.7 m3，采用的是四路并联，平均到每路流量计最小小时工况流量为11.2 m3。

虽然也达到的两种规格流量计始动流量7.8m3和10.0 m3的要求，但是从精确度方面显然不如前一种方式。

三、结论
通过以上三个方面的论述，采用“先计量后调压”具有比较明显的优势，但是也并非所有的工程都适用。

适用工程应具备以下特点：1、适用于工业企业生产用的专用调压计量间，且小时用量比较大的。

流量越大，两种方式管径大小的对比越明显。

2、市街输送管网压力与炉前使用压力压差较大的。

如中压a对低压或次高压b对中压b级的调压供气。

压差越大，流量计选用对
比越明显。

随着燃气输配管网输送压力的不断提高，“先计量后调压”在此方面的优势也会更明显。

“先计量后调压”这种方式也并非无缺点。

首先，由于是由市街管网直接通过流量计，未经调压器的再次稳定，对于流量计的计量准确度会产生一些影响。

其次，流量计对介质的清洁度要求较高，因此对流量计之前的过滤器的过滤能力要求较严格。

如果管道内杂质和水分很多，过滤器的过滤能力又差会对流量计造成一定的损害。

但是随着城市输配系统的不断完善和气质质量的不断提高，相信这两方面问题会很快解决。

参考文献
[1] 《城镇燃气设计规范》gb50028-2006，2006-11-01.
[2] 《燃气工程设计手册》，2009-06.
作者简介
杨显威，助理工程师，大学本科.。