调压器压力调节基础知识

基础知识——调压常识

城镇燃气输配系统

一般由门站、燃气管网、储气设施、调压设施、管理设施、监控系统等组成。

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、区域调压站、燃气锅炉、其他专业用户或者居民用户设计的成套调压设备。

基本功能：燃气净化、燃气调压、安全保护（放散、切断）、流量计量等。

扩展功能：自控系统、报警系统、加臭装置、伴热装置（管壁加热保温）、热交换装置（燃气加热）。

用户类型分类：首站、门站、高中压调压装置(M),民用区域调压装置(E),锅炉专用调压装置(D)等。

进出口压力分类：高高压、高中压、高低压、中中压、中低压等。

结构型式分类：撬装式、柜式、箱式。

调压管路分类：双路（S）2+1/2+0,单路（D）1+1/1+0。

主调分类：国产（J），进口（F）。

调压站（ regulator station）：将调压装置放置于专用的调压建筑物或构筑物中，承担用气压力的调节。包括调压装置及调压室的建筑物或构筑物等。

调压箱(调压柜) （regulator box）：将调压装置放置于专用箱体，设于用气建筑物附近，承担用气压力的调节。包括调压装置和箱体。悬挂式和地下式箱称为调压箱(Q、RB），落地式箱称为调压柜。

设置在地上单独的调压箱(悬挂式)，对居民和商业用户燃气进口压力不应大于O．4MPa；对工业用户(包括锅炉房)燃气进口压力不应大于0。

设置在地上单独的调压柜(落地式)，对居民、商业用户和工业用户(包括锅炉房)燃气进口压力不宜大于1．6MPa。

体积大于1．5m3的调压柜应有爆炸泄压口，爆炸泄压口不应小于上盖或最大柜壁面积的50 %(以较大者为准)；爆炸泄压口宜设在上盖上；通风口面积可包括在计算爆炸泄压口面积内。

调压基本原理

调压器：自动调节调压器的出口压力，使其稳定在某一压力范围内的降压装置。

调压器基本功能：在一定的进口压力P1范围内，将调压器的出口压力P2维持在某一规定的范围内，同时，还必须满足下游的流量Q要求。

调压器特点：阀门、自动控制元件、闭环控制系统。

调压器三大元素：加载元素(弹簧或重物）、控制元素（调节元件阀口、阀瓣、阀杆、阀芯等）、测量元素（传感元件薄膜、信号管等）。

调压器三大参数：进口压力P1、出口压力P2、流量Q。调压器的选择取决于安装调压器管线的最高供气流量、最大和最小进口压力、调压器的出口压力等，应按最大进口压力进行调压器压力等级的选取，以在最小进口压力、最大出口压力情况下能够满足最大流量要求来确定口径，再根据出口压力配置适当的调节弹簧。其中P2为被调节量，P1、Q为干扰量。

调压器基本特性：

1、P1变化将引起P2的变化,我们常把这种关系称之为调压器的压力特性。压力特性好的调压器其抗P1干扰的能力强。为了要减小P1变化对P2的干扰, 可以减小阀口直径, 增大皮膜有效面积, 增大杠杆比。但是其作用是有限的,应用也是有限制的。所以通常采用的办法是用平衡阀芯或双阀座来解决，平衡前压对后压的影响。

2、流量Q 变化将引起P2的变化，我们常把这种关系称之为调压器的流量特性，流量特性好的调压器其抗Q流量干扰能力强。当进口压力(P1)不变的情况下。流量Q发生变化的原因是阀瓣与阀座的距离(就是我们常说的阀口的开度)变化的结果，因此簿膜的工作位置要发生变化；弹簧的工作高度也发生了变化。为了改善流量特性,首先我们想到的是,减小弹簧刚度或减小薄膜的有效面积的变化。在设计调压器时必须控制弹簧的刚度，所以经常用户要求我们提供一种调节

范围大的弹簧时，常常无法办到的原因。所以对于不同的出口压力我们宁愿采用不同的弹簧去解决。对于薄膜常让它工作在较低的位置，因为薄膜处于低位时其有效面积较大，而且在这一工作区时有效面积变化较小；必要时还要采用滚动薄膜，滚动薄膜的特点是在一定的行程内其有效面积基本保持一致。

3、调压器的稳压精度综合的反映了调压器的流量特性和压力特性的优劣。调压器的稳压精度一般以出口压力的实际值相对于设定压力偏差的百分比来表示，它等于出口压力偏离设定压力的偏差与设定压力的比值。弹簧的刚度越低，其稳压精度越高。增加簿膜面积会增加调压器的敏感性。因此，在低压应用场合下，测量细小变化时，常使用到较大的皮膜面积。在压力、流量许可的范围内，选用刚度低弹簧、较小的阀口直径、较大的执行器和减小薄膜有效面积的变化，以改善稳压精度。

调压器分类

驱动方式：直接作用式RTZ（直杆式、杠杆式FQ、FQH、平衡阀芯式MN、SE），指挥器作用式RTJ（加载式NH、卸载式EZR）加载式和卸载式的区别：加载式是将负载压力P3 加到主调压器上，卸载式是将负载压力P3 从主调压器上卸载掉。

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（使用指挥器所产生的压力放大量称为“压力增盈”），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。

调压器出口压力的任何变化都会作用在指挥器上，通过改变指挥器阀瓣与阀口的开度大小，然后改变负载压力P3，使它的变化大于P2 的变化（P2＜P3＜P1）。由于具有较高的压力增盈，所以指挥器控制式调压器的精确度十分高。直接作用式调压器的压降幅度可能在10%到20%范围内变化，而指挥器控制式调压器的压降幅度为1%到5%，甚至可能低于1%。

流向结构：轴流式(FL)，曲流式（即顶部装配式）。

轴流式意味着同样的阀体尺寸，更高的流通能力；管式阀芯（零件数量少，维修更容易，成本更低）；可以拥有宽大平坦、高强度的调压器主膜（更灵敏）。

不同驱动方式调压器的对比

直接作用式间接作用式

驱动方式直接通过出口压力和调压弹簧

的相互作用控制调压器

由指挥器通过出口压力和调压弹簧

的相互作用调定一个操作压力控制

调压器

执行器受力腔主薄膜一侧是工作介质、一侧通

大气，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，达到对后

压的控制

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，

达到对后压的控制

响应速度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，信号反馈

很直接，反应速度快

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，

信号反馈、反应速度相对较慢