11 第九章 燃气的压力调节及计量

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燃气调压器通过能力换算公式
产品样本中给出的调压器通过能力是按 一定压力降和气体密度得出的，在使用 时要根据调压器给定的参数进行换算
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二、燃气调压室
调压室的组成及其装置 调压室的面积 调压室的布置 调压室的内部布置
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(一)调压室的布置
力求布置在燃气负荷中心，或接近大型用户与 大量用气区域，以减少输配管网的长度 尽可能避开城市繁华地段及主要道路、密集的 居民楼、重要建筑物及公共运动场所。一般可 选择在居民区的街坊内、广场或街头绿化等地 或设在大型用户内 调压室一般为单独的地上建筑物，如受条件限 制无法单独设置时，可毗连在防火的建筑物旁。 调压室与其它建筑物、构筑物的水平净距等应 符合规范要求
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(二)调压器的分类
2、按调压级别分类
高中压调压器
门站、配气站、高中压管网及某些工业用户
高低压调压器
高低压管网、用户
中低压调压器
中低压管网
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3、按用途分类
区域调压器
区域性用气调压 高中、高低、中低调压器均可作为区域调压器
用户调压器
少量居民用户、小型工业、小型商业用户所用 体积小，流量低，箱式挂在用户墙壁上，不占用地
这两种
薄膜上部空间均通大气 薄膜承受压差 只适用出口压力低的情况
出口压力高，会使得薄膜面积要求很小
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直接作用式调压器分类
压力作用式-出口压力高
给定压力
薄膜上方小室内的压力确定
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（四）间接作用式调压器
间接作用式调压器的敏感元件和传动装置的受 力元件是分开的 由指挥器和主调压器组成 由于多数指挥器将所受力放大，故出口压力的 微小变化，也会导致主调压器的调节阀门动 作，因此，灵敏度比直接作用式高 多用于流量较大的区域调压站中 不同形式的产品
簧力而上升，密封垫片靠近喷嘴， 工作原理如图所示。 使喷嘴阻力损失增大，引起主调压 器膜上腔内压力下降，
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T型调压器
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曲流式调压器
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(五)我国调压器产品型号组成
T M Z(J) –316
TM表示燃气调压器 Z表示直接作用式 J表示间接作用式 3表示进口压力级别 1表示出口压力级别 6表示公称管径代号 L表示螺纹连接 F表示法兰连接
重块、弹簧或直接作用在薄膜上的气体压力 与被控压力作用方向相反
可调节流阀
提升阀、滑动阀、活塞阀、蝶阀、旋塞阀等
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(一)调压器的工作原理
造成调压器不平衡的原因
出口用气量增加或进口压力降低
调节原理？
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调压器自调系统方框图
调节参数是流量 用气量及进口压力的改变 出口压力
比较
阀杆
节流阀 薄膜
出口燃气管道
压力的自调系统总是带有负反馈的闭环系统
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(二)调压器的分类
1、通常分类方式
直接作用式
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
间接作用式：
燃气出口压力的变化使操纵机构(例如指挥器)动作，接通能 源(可为外部能源也可为被调介质)使调节阀门移动 间接作用式调压器敏感元件和传动装置的受力元件是分开的
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雷诺式调压器
和其它调压器比较
结构略为复杂，占地面积较大，但调节压力 的性能较好
应用情况
虽然这种调压器沿用已久，但至今仍然得到 广泛的应用
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自中压辅助调压器至压力平衡器及低压辅助调压器之 间的压力称为中间压力(指挥压力或调节过渡压力) 5kPa
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雷诺式调压器
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这种调压器当负荷很小时，中间压力变化很小，不足以 如负荷减小，调压器的动作与上述情况相反。负荷减至 当负荷越大，流经辅助调压器的流量也就越大，针形阀 致使针形阀以后的中间压力下降，压力平衡器内的薄膜 开始有负荷时，出口压力下降，低压辅助调压器失去平 当处于无负荷状态时，主调压器与二个辅助调压器的阀 零时，阀门完全关闭，切断燃气的通路。 开始下降，通过杠杆将主调压器阀打开。 门均呈关闭状态。 使主调压器启动，通过辅助调压器即可满足需要。无论 的阻力损失也就越大．中间压力也就越小，主调压器阀 衡状态，调节阀门打开，燃气流向低压管道，中间压力 门的开度也就越大； 进口压力和管网负荷在允许范围内如何变化，这种调压 降低，同时中压辅助调压器也打开，燃气从中压辅助调 器均能保持规定的出口压力。 压器流向低压辅助调压器，
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。 常用：液化石油气减压器、用户调 压器及各类低压调压器
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１、液化石油气减压器
国产小型家用调压设备 直接联结在钢瓶的角阀上 高低压调压器
流量0~0.6m3/h 进口压力 20~1000KPa 出口压力 2.8kPa 使用温度 -20~50
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３、安全装置
出口压力突然增高
危害
危及设备的正常工作 甚至会对公共安全造成危害
原因
负荷为零而调压器阀门关闭不严 调压器中薄膜破裂或调节系统失灵时
防止出口压力过高的安全装置
影响所选用调压器的类型与制造材料 燃气中的一些杂质有一定腐蚀作用
调压器的阀体宜为灰铸铁 阀座宜为不锈钢 薄膜、阀垫及其它橡胶件宜采用耐腐蚀的腈 基橡胶，并用合成纤维加强
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调压器进出口压力
进口压力
影响所选调压器类型和尺寸
出口压力
决定调压器薄膜的尺寸 薄膜越大，对压力变化的反应越灵敏
进出口压力降太大时
a Pc/P1 1 P2/P1
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调压器通过能力的计算
P2<10kPa △P/P1≤0.08
按不可压缩流体计算
入口压力较大时 △P/P1>0.08
按可压缩流体计算
P2 ≤ Pc
临界状态公式
最大流量
阀门完全开启、可能的最小压降下
实际计算
阀门不易处在完全开启状态 一般以阀瓣的位移不超过最大行程的90%为宜 Qmax=(1.15~1.2)Q
我国燃气调压器产品型号组成 调压器的选择
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(一)调压器的工作原理
1.气孔 2.重块
3.薄膜
4.阀芯
5.导压管
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平衡状态
N=p2Fa
N——燃气作用在薄膜上的力，N； Fa——薄膜有效表面积，m2。
此时阀门开启度：变？
不变？
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(一)调压器的工作原理
敏感元件
薄膜？ 导压管？ 重块？ 阀芯？
给定压力部件
专用调压器
工业用户、商业用户专用 高中、高低、中低调压器均可作为专用调压器
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4、按设置方式分类
地上调压器
采用最多的方式，便于操作、检修和维护管理，同 时也比较安全
地下调压器
操作、检修和维护管理均不方便，一旦出现事故， 将危及地上较大范围的建筑物和人身安全 目前很少采用
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（三）直接作用式调压器
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L(F)
(六)调压器的选择
１、选择调压器应考虑的因素 流量 燃气种类 调压器进出口压力 调节精度 阀座形式 连接方式
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流量
重要参数之一 若选择过大
在最小流量工作时，调节阀几乎处于关闭状 态，则会产生颤动、脉动及不稳定气流
为保证出口压力稳定，一般在最大流量 的20~80%之间使用为宜
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燃气种类
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YJ-0.6液化石油气减压器
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YJ-0.6液化石油气减压器
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２、用户调压器
适用范围
集体食堂 饮食服务行业 用量不大的工业用户及居民点
安装
燃烧设备附近的挂在墙上的金属箱内 楼栋调压安装在箱式调压装置中
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用户调压器
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用户调压器
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直接作用式调压器分类
重块式 弹簧式
调节弹簧调节螺栓可改变给定压力值 可调节的进出口压力范围大一些
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调压站与周围建筑物之间的水平安全距离(m)
建筑形式 入口燃气 压力级制 高压(A) 地上单 独建筑 高压(B) 中压(A) 中压(Ｂ) 中压(A) 地下单 独建筑 中压(Ｂ) 距建筑物 或构筑物 10.0 8.0 6.0 6.0 5.0 5.0 距重要公 共建筑物 30.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 距铁路或 电车轨道 15.0 12.5 10.0 10.0 10.0 10.0
安装位置：调压器入口 作用：消除燃气中的固体悬浮物 过滤效果影响因素
主要取决于燃气通过过滤系统的速度，一般应小于 3m/s，该值与过滤器的尺寸有关。 过滤材料的结构也影响过滤效率。 调压室常采用以马鬃或玻璃丝做填料的过滤器。
过滤器前后应设置压差计
根据测得的压力降可判断过滤器的堵塞情况 正常工作情况
燃气通过过滤器的压力损失不超过10kPa 压力损失过大时应拆下清洗
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自力式调压器
由于依靠阀门4造成的薄膜上、下腔室压 开始启动时，操作指挥器的手轮给 当调压器出口压力降低时，调 力差与主调压器弹簧力平衡关系被破坏， 广泛应用在天然气输配系统的 定压力，当被调介质的压力高于给 节过程将按相反的方向进行。 使调压器阀门随着薄膜上升而关小，调压 定值时，指挥器薄膜组克服膜上弹 起点站、门站及调压计量站中。 器出口压力恢复到给定值。
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第九章 燃气的压力调节及计量
pressure regulators主要功能：
调压 稳压
设置位置
气源厂、燃气压送站、分配Βιβλιοθήκη Baidu、储罐站、输配管网 和用户处
在燃气输配系统中
降压设备？ 升压设备？
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第九章 燃气的压力调节及计量
燃气调压器 燃气调压室
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一、燃气调压器
调压器的工作原理 调压器的分类
直接作用式调压器 间接作用式调压器
城市燃气输配
绪论 第一章 燃气的分类及其性质 第二章 城市燃气需用量及供需平衡 第三章 燃气的长距离输送系统（不讲） 第四章 城市燃气管网系统 第五章 燃气管道及其附属设备（自学） 第六章 燃气管网的水力计算 第七章 燃气管网的水力工况 第八章 燃气管网的技术经济计算 第九章 燃气的压力调节及计量 第十章 燃气的压送（不讲） 第十一章 燃气的储存 第十二章 液化石油气储配站（不讲） 第十三章 液化石油气的管道供应（不讲）
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(一)调压室的组成及其装置
调压室
调压器 阀门 过滤器 安全装置 旁通管 测量仪表等
调压计量站
还装有计量设备
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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
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２、过滤器
注：１、当露天设置时，指距离装置的边缘。 ２、达不到上述要求时，采取有效措施，可适当缩小净距。
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(二)调压室的面积
应根据调压器的类型和数量来决定 同时应考虑占用土地的可能性
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(二)调压室的面积
应根据调压器的类型和数量来决定，同时应 考虑占用土地的可能性。
上海市曾研究试制了用于管道液化气的用户调 压器。 放在一个小箱子里，可安放在居民区的街坊 内或市区的人行道上 主要供应用户数不多的居民点，特别适用于 高层建筑的供气。每个用户调压器约可供应 200户居民使用。 可地上，亦可地下，它不仅可以节约用地， 并且因其供应范围小，一旦调压器发生事 故，其影响供气的范围亦小。可以根据供应 户数的多少制成相应的各种规格。
P2增加 指挥器阀室压力P2增加 P3降低 通过调压器流量减少 P2下降
若P2增加较快
排气阀打开 加快了降低P3的速度
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轴流式调压器
流量范围
160～15×104m3/h
进口压力
0.01~1.6MPa
出口压力
500Pa~0.8MPa
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雷诺式调压器
间接作用式调压器 主要用作区域调压及大用户专用调压 属于中低压调压器
相同的指挥器和不同的主调压器组合 相同的主调压器和不同的指挥器组合
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轴流式调压器
P1-进口压力 P2-出口压力
指挥器调节螺丝给定
进出口流线－直线 优点
阀口阻力损失小
稳压器作用
消除进口压力变化对调压的影响 使P4变化较小 P4取决于弹簧和P2
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轴流式调压器
平衡状态
主调压器弹簧和P2、P3平衡 用气量减小
通常与连接管尺寸一致
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2、选择方法
实际应用中，常按产品样本选择 产品样本中给出的调压器通过能力是按 一定压力降和气体密度得出的，在使用 时要根据调压器给定的参数进行换算
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影响调压器通过能力的因素
阀门的面积 阀门前后的压力降 气体的性质
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流量随压力的变化
Q Qmax c b
实际流量曲线
A-b-c P2/P1>vc 亚临界流动状态 P2 ≤ Pc 临界流动状态 天然气 vc=0.548
？
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调节精度
应采用满足所需调节精度的调压装置 调节精度以出口压力稳压精度来衡量
偏离额定值的偏差与额定出口压力的比值
稳定精度值
正负5~15%
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阀座形式
在压差作用下，调节阀需经常启闭 需完全切断燃气流
选用柔性阀座为宜
高压气流作用
减少高速气流引起的磨损 选用硬性阀座为宜
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连接方式
标准螺纹或法兰连接 所选调压器尺寸