第9章 燃气的压力调节及计量
燃气供气压力调节与控制技术
燃气供气压力调节与控制技术近年来，我国燃气工业发展迅速，燃气供气压力调节与控制技术也逐渐成熟，得到了广泛应用。
燃气供气压力调节与控制技术对于保障用户安全用气、提高效率、保护环境等方面都起着至关重要的作用。
下面将从不同角度展开，探讨燃气供气压力调节与控制技术的相关内容。
一、燃气供气压力调节与控制技术的概念及意义燃气供气压力调节与控制技术是指通过对燃气管道中的气体进行压力调节和控制，使得燃气能够稳定地输送到用户端，并保持一定的压力范围。
这项技术的意义在于可以有效地防止燃气管道压力过高或过低，避免发生安全事故，同时还能够保证设备运行的正常、高效和稳定。
二、燃气供气压力调节与控制技术的原理及过程燃气供气压力调节与控制技术主要通过调节阀门和传感器等装置，对燃气管道中的气体进行压力调节和控制。
这个过程需要依靠先进的控制系统和监测设备，实时监测管道中的气体压力，并根据需要进行调节，确保输出到用户端的燃气压力稳定在设定范围内。
三、燃气供气压力调节与控制技术的发展现状目前，我国燃气供气压力调节与控制技术已经比较成熟，各种先进的调节和控制装置被广泛应用于燃气生产和输送系统中。
在城市燃气管网中，高精度的压力调节装置和智能化的控制系统得到了广泛应用，大大提高了供气系统的安全性和可靠性。
四、燃气供气压力调节与控制技术的影响因素影响燃气供气压力调节与控制技术的因素有很多，主要包括气体流量、管道质量、环境温度、使用压力范围等。
只有充分考虑这些因素，才能确保燃气供气压力调节与控制技术的有效运行。
五、燃气供气压力调节与控制技术在工业生产中的应用在工业生产过程中，燃气供气压力调节与控制技术扮演着十分重要的角色。
通过合理调节和控制燃气的压力，可以确保生产设备的正常运行，提高生产效率，减少生产事故的发生。
六、燃气供气压力调节与控制技术在民用领域中的应用在民用领域，燃气供气压力调节与控制技术同样起到至关重要的作用。
通过科学合理地调节和控制燃气压力，可以保障用户的安全用气需求，避免因供气压力不稳定导致的安全隐患。
GB500282006城镇燃气设计要求规范.doc
城镇燃气设计规范GB50028-2006第1章总则1．0．1 为使城镇燃气工程设计符合安全生产、保证供应、经济合理和保护环境的要求，制定本规范。
1．O．2 本规范适用于向城市、乡镇或居民点供给居民生活、商业、工业企业生产、采暖通风和空调等各类用户作燃料用的新建、扩建或改建的城镇燃气工程设计。
注：1 本规范不适用于城镇燃气门站以前的长距离输气管道工程。
2 本规范不适用于工业企业自建供生产工艺用且燃气质量不符合本规范质量要求的燃气工程设计，但自建供生产工艺用且燃气质量符合本规范要求的燃气工程设计，可按本规范执行。
工业企业内部自供燃气给居民使用时,供居民使用的燃气质量和工程设计应按本规范执行。
3 本规范不适用于海洋和内河轮船、铁路车辆、汽车等运输工具上的燃气装置设计。
1．O．3 城镇燃气工程设计，应在不断总结生产、建设和科学实验的基础上，积极采用行之有效的新工艺、新技术、新材料和新设备，做到技术先进，经济合理。
1.O．4 城镇燃气工程规划设计应遵循我国的能源政策，根据城镇总体规划进行设计，并应与城镇的能源规划、环保规划、消防规划等相结合。
1.0．5 城镇燃气工程设计，除应遵守本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。
第2章术语2．0．1 城镇燃气city gas从城市、乡镇或居民点中的地区性气源点，通过输配系统供给居民生活、商业、工业企业生产、采暖通风和空调等各类用户公用性质的，且符合本规范燃气质量要求的可燃气体。
城镇燃气一般包括天然气、液化石油气和人工煤气。
2．O．2 人工煤气 manufactured gas以固体、液体或气体(包括煤、重油、轻油、液体石油气、天然气等)为原料经转化制得的，且符合现行国家标准《人工煤气》GB 13612质量要求的可燃气体。
人工煤气又简称为煤气。
2．0．3 居民生活用气gas for domestic use用于居民家庭炊事及制备热水等的燃气。
2．0．4 商业用气 gas for commercial use用于商业用户(含公共建筑用户)生产和生活的燃气。
燃气调压装置使用说明书
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。
说明书应妥善保存，以备查询。
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。
第九章石油生产基础知识-天然气
天然气概念，是指以烃类气体为主的天然气体，主要成分是甲烷，并含有一些二氧化碳、氮气、硫化氢等非烃类气体。
它是一种无色无味、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源，热值为8500大卡/米3。
它们分布在岩石圈、水圈及地球内部。
地壳中，天然气就其产状分析，有游离态、溶解态（溶于原油和水中）、吸附态和固态气水合物四种类型。
就其分布特点，又可分为聚集型和分散型两类。
气层气（气藏气、气顶气）、凝析气、油溶气属聚集型，也称为常规型天然气；水溶气、煤层气、页岩气、固态气水合物则属分散型，称为非常规型天然气。
从与油藏的关系划分为伴生气和非伴生气。
气顶气、油溶气以及油藏之间或油藏上方的、在成因上与成油过程相伴的气藏气，均归于伴生气；与油没有明显关系的或仅含有少量原油的气藏气，成因上与煤系有机质或未成熟的有机质有关而生成的天然气称为非伴生气。
常规的天然气储存形式多样，包括气层气、油溶气、凝析气气层气指在原始储层条件下，天然气以自由气相储存于储层内油溶气指原始储层条件下，天然气以溶解状态存于储层内的原油中凝析气指原始地层条件下，天然气以自由相存在，但当地层压力降到露点压力以下时，有反凝析现象产生水溶气指在原始储层条件下，天然气体溶解于储层内的边水或底水中煤层气也称煤矿瓦斯气，从已经进行的研究和预测表明，具有巨大的潜力。
20世纪90年代以来，我国已不同程度地启动了煤层气开发工作。
近十年来，页岩气成为勘探开发着力开拓的领域。
天然气的组成、物理性质及用途天然气是各种气体的混合物，其主要成分是各种碳氢化合物，其中甲烷（CH4）占绝对多数（＞80%），次为乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）及其它重质气态烃，它们是天然气的主要可燃成分。
除上述烃类气体外，天然气中还含有少量二氧化碳（CO2）、氮气（N2）、氧气（O2）、氢气（H2）、硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）等气体和极少量氦（He）、氩（Ar）等惰性气体，这些不可燃烧成分，影响天然气的热值。
城镇燃气管网的布线、材料、设备
2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐
二、附属设备
A、机械强度要高， B、密封性好， C、抗腐蚀性强， D、转动部件灵活，开关迅速E、通用性好。
1、阀门
作用
A、启闭 B、调节流量
性能要求
闸阀、旋塞阀、截止阀、球阀和蝶阀
种类
2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐
二、附属设备
A、在高压燃气干管上，应设置分段阀门。分段阀门的最大间距，以四级地区为主管段不应大于8km；以三级地区为主管段不应大于13km；以二级地区为主管段不应大于24km；以一级地区为主管段不应大于32km。 B、在高压燃气支管的起点处，应设置阀门。 C、燃气管道阀门的选用应符合国家现行有关标准，并应选择适用于燃气介质的阀门。 D、在防火区内关键部位使用的阀门，应具有耐火性能。需要通过清管器或电子检管器的阀门，应选用全通径阀门。 E、管道交叉处阀门有多种布置方式。（第69页）
2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐 二、附属设备 管道的伸缩量
2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐 二、附属设备 温度应力
2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐 二、附属设备 L形补偿器的短臂长度
2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐 二、附属设备 Z形补偿器的短臂长度
2.3 燃气管道材料、附属设备及防腐 二、附属设备 方形补偿器自由臂长度 波形补偿器补偿能力
2.2城镇燃气管网的布线
二、燃气管网的平面布置
(一)高压、中压管网的平面布置
原则
(1)高压管道宜布置在城镇边缘或城镇内有足够埋管安全距离的地带 (2)中压管道应布置在城镇用气区便于与低压环网连接的规划道路上，但应尽量避免沿车辆来往频繁或闹市区的主要交通干线敷设
高压管网的主要功能是输气。 中压管网的功能则是输气并兼有向低压管网配气的作用。
第九章天然气的储存
低 压 湿 式 螺 旋 罐
排 油 装 置
导 轮 和 导 轨
⑵低压干式储气罐
n 特点： n 储罐容积不变。 n 储气容积可随储气量在一定范围内变化 n 不用水密封，而是用橡胶和棉织品薄膜制
成的密封圈密封
威 金 斯 型 干 式 罐
科 隆 型 干 式 罐
阿 曼 阿 恩 型 干 式 罐
第二节 地下储气库储气
第九章 天然气的储存
n §9-1 储气罐储气 n §9-2 地下储气库储气
一、储气罐的类型
1、低压储气罐
⑴低压湿 式储气罐
2、高压储气罐
⑵低压干 式储气罐
①外导架直升低 压湿式储气罐
②螺旋导轨低压 湿式储气罐
③无外导架直升 低压湿式储气罐
2、高压储气罐
n 特点： n 储气容积不变，储气压力随储
气量的变化而变化。
n 一、地下储气库的类型 n 二、地下储气库的构成 n 三、地下储气库的气体构成 n 四、地下储气库的要求
一、地下储气库的类型
按作用分类
现场储气库 市场储气库
按地质条件分类
⑴多孔介质储气库 ⑵洞穴储气库
二、地下储气库的构成
一座典型的地下储气库，其主要由地下储气 层、与地面集输管线系统相连的注采井、压 缩机站和脱水站、与上游气源和下游城市用 气相连接的输气干线、观察井、分离器、加 臭设施、压力调节及计量设施等部分构成。
气体采收率。
三、地下储气库的气体构成
地下储气库内的气体主要由三部分组 成： 1、气垫气 2、工作气 3、未动用气
四、地下储气库的要求
1、储气层应足够大，以便储存所需的天然气量； 2、储气层的渗透率和孔隙度较高，易于注入和保
燃气输配系统压力调节
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第一节 燃气调压器工作原理
一、调压器的作用
调压器（pressure regulators）主要功能： 将输气管网的压力调节到下一级管网或用户所需要 的压力 将调节后的压力保持稳定。 设置位置 气源厂、燃气压送站、分配站、储罐站、输配管网 和用户处 在燃气输配系统中，是降压设备。
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１、阀门
进出口——检修调压器、过滤器以及停用调压器时切 断气源 距调压室10m以外进出口管道应设置切断阀门
常开 当调压室发生事故或大修时，不必接近调压室即可 切断气源，防止事故蔓延。
旁通
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２、过滤器
目的：消除燃气中的固体悬浮物 位置：调压器入口 种类：
重力式分离器（一般只能分离粒径大于20~30μm） 离心式旋风分离器（分离粒径可至10μm）
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根据作用在薄膜的给定压力部件，直接作用式调压器可分为三 种形式：重块式、弹簧式和压力作用式。 ①重块式 出口压力难以调节，一般用于出口为低压的配气系统。 ②弹簧式 用弹簧代替重块，调节弹簧调节螺栓即可增加或缩小给定压 力值，可调进出口压力范围较大。 以上两种调压器都不适用于高的出口压力 ③压力作用式调压器 给定压力由薄膜上方小室内的压力确定，可以使用于较高的出 口压力。 20
气体管道过滤器
填料：马鬃、长玻璃丝、金属丝网等 过滤器前后应设置压差计，根据测得的压 力降判断过滤器的堵塞情况
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在长距离的天然气输气起点站、中间站、分气站和门站，应选 用重力式及旋风分离器。允许压降较大时，可选用旋风式；允 许压降较小时，可选用重力式。
燃气输配完整版小抄
第一章城镇燃气的分类及其性质1.燃气的分类（按气源）：天然气（甲烷），液化石油气（丙烷，C3H8，丙烯C3H6，丁烷C4H10，丁烯C4H8，习惯上称为C3C4，城镇燃气），人工煤气（又名人工煤气，多用于厂区，焦油多），生物气（俗称沼气，用于乡镇，蛋白质，纤维素等）。
2.混合气体相对密度S=标准状态下混合气体的平均密度与标准状态下空气密度（1.293kg/Nm3）之比3.临界温度：温度超过一定值，对气体进行加压，可以使气体液化，而在临界温度之上，无论加多大压力都不能使气体液化。
临界压力：在临界温度下，使气体液所必须的压力。
4.实际气体状态方程：pv=ZRT Z-压缩因子随温度和压力而变化5.对比温度Tr：工作温度T和临界温度Tc的比值对比压力Pr：工作压力P和临界压力Pc的比值对于混合气体，在确定Z之前，要先确定平均临界压力和平均临界温度再求Z。
6.爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时可燃气体浓度范围爆炸下限：可燃气体和空气混合物中，当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的含量爆炸上限：可燃气体和空气混合物中，当可燃气体的含量增加到不能形成爆炸混合物时的含量7.水合物：如果烃类气体中的水分超过一定含量，在一定温度压力条件下，水能与液态或气态的C1,C2,C3,C4生成结晶水合物CmHn.xH2O。
若在输气管中生成，则会缩小管路的流通截面积，造成堵塞；但是在深海和永久冻土层下存在大量的甲烷水合物（可燃冰），在低压或高温的条件下易分解成烃类气体和水，具有潜在的开发价值。
含湿烃类气体的温度小于临界分界点才有可能形成水合物8.水合物的防止：（1）降低压力，升高温度或可以使水合物分解的反应剂（防冻剂，甲醇，甘醇）；（2）对含烃类气体脱水，使其中水分含量降低到不致形成水合物的程度9.人工煤气与天然气中的主要杂质：（1）焦油与尘（堵塞管道）；（2）萘，（结晶堵塞）；（3）硫化物（腐蚀，堵塞）；（4）氨（腐蚀管道，燃烧产物有害健康、污染环境，但是能中和酸类物质、保护金属）；（5）一氧化碳（剧毒）；（6）氧化氮（有害人体，NO胶质引起堵塞）；（7）水（形成固态水合物，堵塞）第二章城镇燃气需用量及供需平衡1.供气对象：（1）居民用户；（2）商业用户；（3）工业用户；（4）采暖、制冷用户；（5）燃气汽车用户2.居民用气供气原则：（1）应优先满足城镇居民炊事和生活用热水及商业用户的用气；（2）采暖与空调对于改善北方冬季的室内外环境及缓解南方夏季用点高峰有着重要的作用，天然气气量充足的前提下应积极发展3.城镇各类用户用气情况是不均匀的。
燃气输配 燃气输配教案
讲授□ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□
课次
1
课时
3
教学内容（提纲）
方法及手段
绪论能源与燃气
能源的发展过程、我国燃气的发展历程与现状等。
第一章燃气的分类及性质
第一节燃气的分类及用途
一、燃气的分类
1、天然气——气田气、凝析气田气、石油伴生气
2、人工燃气——干馏煤气、气化煤气、油制气
3、液化石油气
⑺ 掌握调压器的工作原理和选型计算，掌握调压站的工艺和设计原则。
⑻ 掌握压缩机的工作原理，了解活塞式和罗茨式等压缩机的特点，了解压缩机室的工艺要求。
⑼ 了解储气罐的工作原理和特点，了解低温储气方法。
注：课程类别：公共基础课、专业基础课、专业必修课、专业选修课、集中实践环节、实验课、公共选修课
授课方式
例1—15、16、17、18、19、20
第二章城市燃气需用量及供需平衡
第一节城市燃气的需用量（1）
一、供气对象
二、供气原则
多媒体
参考资料（含文献、网络资源等）
见首页
教学目的、要求（可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次）：
熟练掌握：例1—15、16、17、18、19、20
熟悉：供气对象
教学重点及难点：
教学重点及难点：
教学重点：燃气的分类
作业、讨论题、思考题：
课后小结：
填表说明：1.每项页面大小可自行添减。
2.课次为授课次序，填1、2、3……等。
3.方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。
授课方式
（请打√）
讲授□ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□
课次
2
燃气高中压调压计量撬装站、门站
燃气高中压调压计量撬装站、门站概述城市门站、高中压站、分输站等管网输气设备，是燃气公司的重要供气设施，是天然气长输管线进入城市管网的关键设备，具有净化、计量、调压、分配、安全保护等功能，可根据需求配置燃气报警系统、自控系统、加臭装置。
伴热保温部分。
调压站通常采用撬装式结构，多为根据用户提供的参数，进行设备选型和流程设计，调压计量设备根据用户要求采用国际著名品牌产品或国产设备，其他设备选用国产优质产品或进口产品。
按照当前国际安全设计理念，在常规情况下，YZ系列门站、高中压站均采用“工作+监视”的调压结构形式，以保证设备的不间断供气要求，我们以用户的“安全生产、不间断供气”为己任，为广大用户提供高品质的YZ系列燃气撬装站。
YZ系列燃气撬站以AMCO调压计量产品为龙头，以ELSTER集团产品为背景，以国内外知名品牌设备为附件，配套成撬制造适用各种工况、各类控制的燃气撬装站。
产品特性1、集调压段、计量段、过滤段、安全切断段、自动放散段、进出口汇管段、安全警报等于一体。
2、造型美观、配置合理，性能可靠。
3、设备集成化程度高，在厂内进行全面检测和性能测试，现场安装方便。
4、结构紧凑、布局合理。
5、根据用户需求为截断阀配备电动或气动执行器。
6、调压段可设双路、三路或多路结构，保证下游供气的连续性，也可根据具体的投资比例，为客户提供最经济的工作备用方式。
7、可采集现场的压力、温度、差压、流量、阀位、可燃气体浓度、设备工作状态等各类参数，所有的现场仪表均为防爆型。
8、使用介质：天然气、人工煤气、液化石油气、空气等。
9、可用于城市门站、城市高中压管网或直接供给工业用户。
主要性能、参数1、使用介质：天然气、煤气等。
2、设计压力：1.0-25.0MPa。
3、调节压力：根据需要选用双路、三路或者多路结构，调压精度±1%、±2.5%、±5%等。
4、安全措施：超压切断+安全放散。
5、计量设备：根据需要选用涡轮流量计，带修正仪。
《燃气工程》教案
2
第一章 燃气工程分类及其性质（共 2 学时） （一）历史记载 （二）我国现代城市燃气事业发展的三个阶段 1、第一阶段：20 世纪 80 年代以前：以发展煤制气为主，取得了普及用户、 增加燃气供应量的成绩。 2、第二阶段：20 世纪 80 年代至 90 年代前期：国内外液化石油气资源得到 了较充分的利用，液化石油气成为我国城镇燃气的主要气源之一。 3、第三阶段：20 世纪 90 年代后期：标志着我国城镇天然气的时代已经来临。 （三）我国油气源评估和预测 我国天然气资源量为 43 万亿 m3，其中陆上 30 万亿 m3，海上 13 万亿 m3，另 外还有 30—50 万亿 m3 的煤层气资源。这些资源量集中分布在中、西部地区和近 海地区。 （四）新世纪我国燃气行业展望 （五）西气东输、俄气南供工程介绍 （六）进口液化天然气(简称 LNG) （七）近海天然气利用
本课教学分为 10 部分，共 24 学时，其中燃气的分类及其性质部分，讲 2 学时；城市燃气需用量及供需平衡部分，讲 4 学时；燃气的长距离输送系统部 分，讲 1 学时；城市燃气管网系统部分，讲 2 学时；燃气管道及其附属设备部 分，讲 1 学时；燃气管网的水力计算部分，讲 6 学时；燃气管网的水力工况部 分，讲 4 学时；燃气管网的技术经济计算部分，讲 1 学时；燃气的压力调节及 计量部分，讲 2 学时；燃气的储存部分，讲 1 学时。
本课程的基本任务，是使学生对燃气输配工程知识和燃气输配设备有基本 了解和掌握，初步具有燃气输配方面的基本理论知识和工程方法，进而具有综 合运用理论知识独立分析和解决工程实践问题，为进行城市燃气输配系统的设 计和管理打下良好基础。
课程围绕着城市燃气的分类和储存、燃气管网系统以及管网的水力计算方 法、水力工况分析等进行了详细的介绍，由绪论、燃气的分类及其性质、城市 燃气需用量及供需平衡、城市燃气管网系统、燃气管网水力计算和水力工况分 析、燃气管网经济分析、燃气的压力调节及计量以及燃气的储存等模块组成， 其主要内容包括燃气的种类、燃气的质量指标；城市燃气需用量的计算、燃气 需用工况、燃气输配系统的小时计算流量、燃气输配系统的供需平衡；城市燃 气管网的分类及其选择、城市燃气管道的布线、建筑燃气供应系统；燃气管道 水力计算公式、燃气管道计算流量的确定、枝状管网环状管网及室内管网的水 力计算；管网计算压力降的确定、低压管网计算压力降的确定、高中低压管网 的水力可靠性；燃气管网系统的费用、经济计算方法、调压站的经济作用半径； 调压器的工作原理、调压站的布置；储气设施的作用、储气设施及储配站的布 置等。
燃气调压原理
燃气调压原理燃气调压是指将高压燃气通过调压装置降低到需要的工作压力的过程。
燃气调压原理是燃气燃烧系统中的重要环节，它直接影响到燃气的安全运行和燃烧效率。
下面我们来详细了解一下燃气调压的原理。
首先，燃气调压原理的基本目的是为了保证燃气在进入燃烧设备之前能够保持稳定的工作压力。
在燃气管道中，由于燃气的输送距离远、管径大，燃气的初始压力通常都是很高的。
而燃烧设备对燃气的工作压力有一定的要求，因此需要通过调压装置将燃气的初始压力降低到需要的工作压力范围内。
其次，燃气调压原理的关键是通过调压装置来实现燃气压力的调节。
调压装置通常由调压阀和附件组成，调压阀是燃气调压系统的核心部件。
当燃气通过调压阀时，调压阀会根据设定的压力值自动调节阀门的开启程度，从而控制燃气的流量和压力。
通过这种方式，燃气的初始高压能够被有效地降低到需要的工作压力，以满足燃烧设备的要求。
再次，燃气调压原理的实现需要考虑到燃气的压力稳定性和安全性。
燃气的压力稳定性是指在燃气调压过程中，要保证燃气的工作压力能够长时间保持在设定的数值范围内，不能出现明显的波动。
而燃气的安全性则是指在调压过程中，要避免燃气压力过高或过低，以免对燃烧设备和管道系统造成损坏或安全隐患。
最后，燃气调压原理的实现需要综合考虑燃气的供应压力、燃气的使用需求和燃烧设备的要求。
在实际应用中，根据不同的燃气类型和使用场景，需要选择合适的调压装置和调压阀，以保证燃气能够稳定、安全地供给燃烧设备，并且能够达到最佳的燃烧效果。
总之，燃气调压原理是燃气燃烧系统中不可或缺的一环，它直接关系到燃气的安全运行和燃烧效率。
通过对燃气调压原理的深入了解，可以更好地掌握燃气调压技术，提高燃气的利用效率，保障燃气的安全运行。
第八章 燃气的压力调节与计量
§2.低压管网的水力工况
一、管网系统起点压力为定值时的工况 当管网起点压力为P1，用户燃具前的压力Pb和 管道压力降之间的关系可表示为： p1 pb p 式中，β 为压降利用系数；△P为管道的计算 压力降。在任意用气工况时，上式可写为：
p1 pb p p
式中，△Pp为任意用气工况时的管道压力降 （Pa）。管道压力降和流量的关系为：
反之，当燃气用量减少时,管网起点的燃气 压力P1就会减小； 管网起点压力随燃气用量的变化而变化；可 通过选择不同的孔板孔径d0，得到不同变化 幅度的管网起点压力P1。
列A-A、B-B断面的能量方程，得： PA=P1＋△P0
（1）
式中，PA-调压器后（孔板前）的压力（Pa）； △P0-孔板前的压力降（Pa）；
第八章
燃气的压力调节与计量
讲 授 人：王海蓉 Email:wanghairong11@
目
1
2 3 4
次（Contents）
燃气压力调节
调压器通过能力计算 燃气调压站
燃气的计量
§1.燃气压力调节过程
一、调压器的工作原理：
作用：将较高的入口压力调至较低的出口压力 ，并根据工况的变化保持出口处的燃气压力恒 定在设定值。 组成： 1.敏感元件：包括薄膜、导压管； 2.传动装置、调节机构和调节对象（与 调压器出口连接的燃气管道）
孔板的压力降按： △P0=（1-m）(PA-Pg)
式中，Pg-孔板后的静压（Pa）； m-孔口与管道截面之比，m=F0/F； F0-孔口截面积（cm2）； F-管道截面积（cm2）。
（2）
联立（1）、（2）式，可得： PA=P1＋△P0 =P1＋（1-m）(PA-Pg) =P1＋PA-Pg-m(PA-Pg) 即： P1 =Pg+m(PA-Pg)
燃气输配系统压力调节
只依靠敏感元件(薄膜)所感受的出口压力的变化移动调节阀
门进行调节。敏感元件就是传动装置的受力元件。使调节阀
门移动的能源是被调介质。
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根据作用在薄膜的给定压力部件，直接作用式调压器可分为三 种形式：重块式、弹簧式和压力作用式。
①重块式
出口压力难以调节，一般用于出口为低压的配气系统。
实验调压器时所用的参数用 P,P2表,示0 ，此时的流量为 Q0 实际参数用 P,P2表,示0 ，流量为 Q 0
①亚临界状态
Q0 Q0
PP20 PP20
②临界状态
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Q0 0.5Q0P1
0 PP20
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（4）选择调压器的额定流量
以上所得流量是阀门完全开启时的最大流量。但在实际运行时， 阀芯的位移不超过最大行程的90%为宜。此时调压器的额定流 量Q0与计算流量Qp之间的关系：
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计算公式：
Q0
5260C PP1 0T1Z1
C —流通能力系数； ε—考虑了燃气流经节流机构时密度变化的膨胀系数。 公式中各参数的单位：Q0为m3/h，ΔP及P1采用MPa。
公式推导中认为流动是绝热的，由热量交换所带来的误差利 用ε予以补偿，因此实际应用中，ε通常不采用理论计算公式 计算，而是采用实验数据。（图9-7）
F是管道断面的面积，ζ是对应于管道断面积的阻力系数。
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Q 509 F P
Q为m3/h，F为cm2，ΔP为MPa，ρ为kg/m3 。
流通能力系数C
含义：表示产品的指标 ；
定义：在ΔP=0.0981MPa，ρ=1000kg/m3时，流经调节阀门的小
时流量。
表达式：
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调压器的计算流量：管网计算流量的1.2倍 调压器的压力降：调压器前燃气管道的最低压力 和调压器后燃气管道所需压力差确定
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表9-1 国产TZY-40K型自力式调压器，调节阀门完全开启时 系数C值
公称直径 20 （mm） 阀口直径 10，12， （mm） 15，20 阀座形式 单座 25 25 32 32 40 40 50 50 80 80 100 100 150 150 单座, 双座 200 200 单座, 双座 450， 630
PP1 9006 m3 / h 0T1Z1
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三、敏感元件（薄膜）
感测燃气出口压力的变化，并将其与给定值比较， 从而驱动传动装置，带动调节元件调节调压器出口压 力
1、薄膜有效系数
随着弯曲程度（挠度）的不同，有效系数也不同 挠度越大，有效系数越小 2、薄膜特性 应具有一定的强度和耐久性能、有较高的灵敏度 和良好的气密性、耐腐蚀性、耐热性及耐低温等。 通常用皮革，橡胶及塑料等材料制成
理论值 (9-16) ε：考虑密度变化的膨胀系数 经验值 图9-8 C是流通能力系数，可查表9-1
P P2 2 k 1 在临界状态时 2 0.91 P k 1 1 1 c P
k
Q0 5260C
PP1 0T1Z1
P P 1 c Q0 5260C c P 1 0T1Z1
三、差压式流量计：又称节流流量计
和阀座的配合，压损不超过10kPa
安全阀：安全切断阀和安全放散阀 安全装置： 监视器装置：调压器的串联 调压器的并联装置 旁通管：保证调压器检修时不间断供气 •测量仪表：判断各种装置及设备工作是否正常 进口：指示式压力计，出口：记录式压力计
监视器装置
状态:备用全开
设定压力：P备用>P正常（压力区别非常小）
P2 P 0.22 2 k 1 2 0.688 c 0.91 0.497 P 0.32 k 1 1 1 c P
k
（2）查表C=160
（3）根据P2/P1，查图9-8，膨胀系数ε=0.842，取Z1=1
（4）调压器的最大通过能力 Q 5260C 0
稳定的调节过程
不稳定的调节过程
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过渡过程的质量指标
1、稳定性
用衰减率Φ表示
• • • •
y1 y2 y 1 2 y1 y1
若Φ≤0，发散振荡 Φ=0，等幅振荡 0<Φ<1,衰减振荡，0.75~0.9合适 Φ=1，非周期过程
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2、准确性
（1）动态偏差（最大偏差）
亚临界状态（P2/P1>vc ）
Q 0 Q 0 PP2 0 0 PP2
临界状态（P2/P1≤vc ）
Q 0 0.5Q 0 P1 0 0 PP2
流量：可能的最小压降和阀门完全开启条件下的最大流量 实际运行过程中，调压器阀门不易处在完全开启状态，以阀 瓣位移不超过最大行程90%为宜 调压器的计算流量（额定流量）与最大流量的关系
双座阀门
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2、阀门流量特性曲线 反应阀门流量和开启程度的关系
相 对 通 过 能 力
压降为定值 理想特性曲线
相对开启程度
二、调节元件计算
1.当ΔP/P1≤0.08,忽略燃气压缩性，误差不大于2.5%；
Q 509 F0 P
0
Q ：燃气的体积流量，m3/h； F0 ：阀口面积，cm2,； ζ0：对应于阀口面积的阻力系数； ΔP ：调压阀的压降，MPa
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调压器自动调节系统方块图
偏差信号 干扰 位移信号 调节作用
给定值
传动装置 (阀杆)
调节机构 (节流阀) 测量元件
调节对象
被调参数
测量值
(薄膜) 按给定值特点分类
调节对象：与调压器出口连接的燃气管道 被调参数：调压器出口压力 干扰：用气量及进口压力的改变
1、定值调节系统 调压器出口压力为定值 2、程序调节系统 调压器出口按月调节 3、随动调节系统 调压器出口压力随负荷变化调节
两列错排的随流体运动的旋涡阵列，称为涡街。测
出旋涡剥离频率即可测出流速
超声流量计 传播速度法：测量超声波在流动的流体中，顺流 传播与逆流传播速度差得到被测流体的流速。 时差法：准确度最高，为了进一步提高精度， 多采用多声道超声流量计 相差法 频差法 多普勒法
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超声流量计 主要特点 解决了大管径、大流量测量困难的问题； 对介质几乎无要求 测量精度几乎不受被测流体温度、压力、密度、 粘度等参数的影响； 测量范围宽，一般可达20:1~100:1 价格较贵，只有在流量很大的情况下，由于贸易结 算需要才被选用
2、用户调压器
针对液化石油气减压阀 进行改进
三、间接作用式调压器 1、金属阀口轴流式调压器
指挥器和主调压器
P2
P3
1）平衡态 P3 P2 弹力 17
P2 弹力8
2）出口压力增加 3）出口压力降低
P1 P4 P3 P2
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2、橡胶套阀口轴流式调压器
3 雷诺式调压器
Pout
W g Pin Fvalve F film Fvalve
优点：可靠切断供气
单座阀门
缺点：阀门两侧压力不同，受力不均衡 增加了调压器前压力变化对出口压力的影响 优点：阀门两侧压力相同，受力均衡 调压器入口压力对出口压力影响较小 缺点：不能保证关闭严密，因为温度变化时， 阀芯和阀座的胀缩情况可能不一致 两个阀座在加工和使用中磨损可能不均匀
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第9章 燃气的压力调节及计量
第9章 燃气的压力调节及计量
9.1 燃气压力调节过程 9.2 调压器的调节机构和传动装置 9.3 燃气调压器 9.4 燃气调压站 9.5 燃气的计量
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9.1
燃气压力调节过程
一、调压器的工作原理
燃气输配系统中，调压器的作用是将较高的压力调节到较低的压力。 气体作用于薄膜上的力：
引入流通能力系数C：密度1000kg/m3，压降0.0981MPa，流 经调节阀门的小时流量 F Q C 5.04 0 0
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2.当ΔP/P1>0.08,考虑燃气压缩性 将燃气经过阀门的流动看作孔口出流
Q0 5260C PP1 0T1Z1
Q0 m3/h,ΔP P1 MPa
二、压力自动调节系统的过渡过程
静态：用气量及进口压力保持不变（无干扰）
动态：用气量及进口压力改变，干扰发生，经过调节， 系统重新建立平衡，在这段时间中整个系统各个环节 的参数都处于变动之中，这种状态称为动态。 过渡过程：系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡 状态的过程
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动特性：突然干扰（阶跃变化）作用下的 过渡过程曲线描述
单座, 单座, 单座, 单座, 单座, 单座, 双座 双座 双座 双座 双座 双座 8， 10 12， 20， 16 25
系数C值
1.2，2.0， 3.2，5.0
32， 80， 120， 280， 40 100 160 400
例子
管道直径D=100mm，阀口直径Dv=100mm的调压器的最大通过 能力。 已知调节机构为双座直通阀，P1=0.32 MPa，P2=0.22 MPa， 密度ρ0=0.7kg/m3，绝热指数k=1.3，温度10℃。 • 解：（1）计算压力比值
地上调压站
按建筑形式分 地下调压站
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选址
（1）当地上条件受限，进口压力不大于0.4MPa， 可设置在地下构筑物内；气态液化石油气调压装置 除外，密度比空气大泄露不易排出 （2）地上调压站尽可能避开城市繁华街道，设在居民 区的街坊、或广场、公园等地。 （3）力求布置在负荷中心或接近大用户处
9.5
燃气的计量
一、容积式流量计 二、速度式流量计 三、差压式流量计 四、质量流量计 五、组合式流量计
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9.5
燃气的计量
一、容积式流量计
膜式计量表：居民用户，燃气量不大的 商业用户和工业用户 湿式流量计：用在实验室中及校正民用燃气表
腰轮（罗茨）流量计:工业及大型公用 事业用户 椭圆齿轮流量计(液态液化石油气)
9.3
一、调压器分类
直接作用式
燃气调压器
敏感元件和传动装置受力元件 间接作用式 区域调压器 专用调压器 用户调压器 浮筒式 高高压 高中压 高低压
重块薄膜式 弹簧薄膜式
薄膜式
前调压器和后调压器
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二、直接作用式调压器 1、
家用液化石油气调压器
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特别是测量滞后性和传送滞后性
4、干扰的特性
第9章 燃气的压力调节及计量
9.1 燃气压力调节过程
9.2 调压器的调节元件及敏感元件 9.3 燃气调压器 9.4 燃气调压站 9.5 燃气的计量
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9.2
调节器的调节元件及敏感元件
一、调节元件 1、单双座阀门优缺点
Wg Pout F film ( Pin Pout )Fvalve 0
N Fa P cFP
薄膜上的受力情况为：
N Wg
N —气体作用于薄膜上的力； Fa—薄膜的有效面积； P —作用于薄膜上的燃气压力； c—薄膜的有效系数； F —薄膜表面在其固定端的投影面积； Wg —重块的质量