燃氣調壓器工作原理解讀

2022-08-22 22:21:05 字數 1974 閱讀 8181

台州燃氣設計研究所姚世航

台州――美麗富饒的城市,位於東海之濱介於寧波和溫州之間。城市共分為3個行政區,即椒江、路橋、黃岩。椒江區為台州市行政中心駐地。

自市**從臨海搬遷至椒江以來,特色工業園區及各開發區商住樓均拔地而起,老區改造也進行的如火如荼。隨著椒江城區的發展,城市燃氣管網的建設也緊隨其後,自始建起至今城市燃氣管網已覆蓋全區大半地區,輸配系統已具備一定的規模,其工藝流程為:門站――高壓管道――中壓管網――使用者。

從以上流程可以看出,任何一段都有供氣壓力的變化,而最貼近使用者生活的就是「中壓管網――使用者」這段。

民用燃氣調壓設施是城市燃氣中壓管網通往使用者燃氣用具的重要橋梁,它的設計合理與否直接影響到使用者的用氣質量與燃氣經營單位的經濟。燃氣調壓設施更是城市燃氣輸配系統的主要組成部分,是管網系統穩壓和調壓的重要設施。調壓設施的任務是按執行要求和設計規定將上一級輸氣壓力降至下一級壓力,當系統負荷發生變化時保持調壓後的輸氣壓力穩定在執行設計要求的範圍內。

燃氣調壓裝置大致可以分為四種:①調壓站、②調壓櫃、③調壓箱、④單戶調壓器。

在今天的城市中,人口密集、高樓林立、寸土寸金,在這種環境下由於調壓箱體積小、重量輕、安全性及可靠性高、安裝方便等優勢,使其在四種調壓裝置中脫穎而出。調壓箱是將中壓燃氣管網內的燃氣壓力降至適合使用者燃具所使用的壓力的調壓裝置,也是四種調壓裝置中最貼近使用者生活的一種。也正是因為如此,調壓箱的選型就變得至關重要。

這就需要燃氣管道設計、施工、維護人員對調壓箱要有充分的了解並熟知其工作原理。採用調壓箱後的優點:可以減少管路材料消耗。

充分利用天然氣自身的壓力,節約能源。調壓箱一般緊鄰用氣建築設定,低壓管段短,壓力損失小,且用氣壓力穩定。

調壓箱一般由感應裝置和調節機構組成。感應裝置的主要部分是敏感元件(薄膜、導壓管)等,出口壓力的變化是通過薄膜使節流閥移動。調節機構是各種形式的節流閥。

敏感元件和調節機構之間用執行機構相連。調壓箱大致可分為兩種:①直接作用式調壓箱,②間接作用式調壓箱。

直接式調壓箱是指:只依靠敏感元件(皮膜)所感受的出口壓力的變化移動閥門進行調節,不需要利用外部能源。間接式調壓箱是指:

通過外力或能源作用,移動閥門調節壓力。目前台州市椒江區所使用的調壓箱均為直接式調壓箱且為二級調壓,即燃氣經第一級降壓後壓力已基本穩定在一定的範圍之內,第二級調壓器就在變化範圍很小的進口壓力下工作,因此,燃氣經第二級調壓器後出口壓力就穩定在較高的精度範圍之內,從而保證了整個調壓器具有較高的調壓精度。

調壓器的工作原理如下:

調壓器為兩級平衡作用式調壓器,其中閥門(調節機構)與閥杆(執行機構)與皮膜(調節機構)之間相互串聯,作用在調壓器皮膜上的力有三個:進口壓力p1、工作彈簧力f、一級出口壓力p2,工作時三力相互平衡。(見附圖)

一級調壓器是直接作用式調壓器,其工作過程如下:當出口處的用氣量增加或進口壓力p1降低時,燃氣出口壓力p2下降,造成皮膜上下壓力不平衡,此時皮膜受彈簧作用力f推動下降,同時帶動閥桿使閥門開大,燃氣流量增加,使壓力恢復至平衡狀態。反之,當出口處用氣量減少或入口壓力p1增大時,燃氣出口壓力p2公升高,此時皮膜克服彈簧作用力f上公升,同時拉動閥桿使閥門關小,燃氣流量減少,又逐漸使出口壓力恢復到原來狀態。

二級調壓器也是乙個直接作用式調壓器,其工作原理和工作過程與一級直接作用式調壓器相同。經過調壓器的二級調壓,無論用氣量及入口壓力如何變化,調壓箱總能自動保持穩定的供氣壓力。

此外,調壓箱還具有過高壓保護系統,該保護裝置設定在調壓箱一級入口之前,該系統在安裝除錯前是關閉的,在工作時,將第二級調壓後的出口壓力引入導閥作為緊急切斷的控制壓力,當第二級出口壓力超出設定值時,導閥內的膜片向外運動,卡在閥杆凹槽內的鋼珠脫出,閥桿在彈簧力的作用下運動並關閉燃氣通道,停止對下游的供氣。

在提倡低碳生活和綠色環保的今天,作為綠色能源的天然氣產業已得到了國家的大力支援,東海氣田的開發、西氣東輸的建設會更加帶動台州市燃氣產業的發展,在產業高速發展的同時也會有大量的調壓裝置湧現,這就需要我們設計人員更加嚴格的要求自己,多看、多聽、多學使自己所學的知識得到昇華。能在眾多的裝置中挑選出最合適的產品來保證工程質量、降低投資成本,從而也更好的保證廣大人民群眾的生命財產安全。

各種民用天然氣調壓方式的適用性》韓朝暉

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