城镇燃气基础知识讲座(1).pptx

城镇燃气基础知识讲座（三）,拉萨市暖心燃气热力有限责任公司 2016年3月,城镇燃气调压与计量,目录,1. 燃气调压背景知识 2. 调压器基础知识 3. 燃气调压站与调压装置 4. 燃气计量,1. 燃气调压背景知识,1.1 燃气系统全景回顾,1. 燃气调压背景知识,1.1 燃气系统全景回顾 为什么要进行调压？ 燃气输配系统中包含有不同压力级制的管网，并连接有不同使用压力要求的终端用户，要使输配系统终端使用压力不随用气量的变化而保持稳定，必须根据使用压力要求设置压力调节装置。,2. 调压器基础知识,2.1 调压器 调压器是燃气管路上的一种特殊阀门，能够通过自动改变经调节阀的燃气流量，使出口燃气保持规定压力。 主要功能是将较高的入口压力调至较低的出口压力，使燃气流量与系统的燃气负荷相匹配，并根据燃气需用工况的变化自动保持系统所需的压力在一个可接受的范围内。,2.2 调压器的组成 常用调压器一般由五个基本元件组成： （1）感应元件：皮膜； （2）负载元件：重块、弹簧； （3）作用元件：节流阀； （4）围护元件：阀体； （5）信号元件：导压管。,2. 调压器基础知识,2.2 调压器的组成,2. 调压器基础知识,2.3 调压器的工作原理 P1为进口压力，P2为出口 压力，当P2变化时，通过导压管5 使P2作用到薄膜3的下方，由于给 定的重块2压力是恒定的，因此薄 膜会发生上下移动以达到力平衡， 薄膜的移动带动调节阀，从而改变 流经孔口的燃气量，从而使压力恢 复平衡。,2. 调压器基础知识,2.3 调压器的分类 调压器有多种分类方法： （1）按作用原理：直接作用式和间接作用式； （2）按进出口压力：高中压、中低压、高低压等； （3）按结构：浮筒式和薄膜式（重块式和弹簧式）； （4）按被调参数：前压式和后压式（最常用）； （5）按流向：轴流式和曲流式； （6）按用途：区域调压器、专用调压器、用户调压器等。,2. 调压器基础知识,2.4 调压器的专用术语 参见调压器国家标准为GB27790-2011城镇燃气调压器。 （1）进口压力：调压器进口端的燃气压力，P1； （2）出口压力：调压器出口端的燃气压力，P2； （3）工作温度：进口端的燃气温度； （4）稳压精度：调压器流量一定时，进口压力在允许范围内变化，出 口压力与额定压力的偏差值与 额定压力的比值，常用 AC表示，国标规定了五个等级：AC1，AC2.5，AC5， AC10，AC15,2. 调压器基础知识,2.4 调压器的专用术语 （5）关闭压力：当调压器流量逐渐降低到零时，出口压力 最终稳定的压力值； （6）关闭压力等级；实际关闭压力与设定关闭压力的差值 与设定关闭压力之比的最大允许值乘 以100；用SG表示，国标分6个等级， SG2.5，SG5， SG10， SG15， SG20， SG25,2. 调压器基础知识,2.5 调压器的型号表示方法 示例：RTZ-150-L/0.4-A 表示直接作用式、公称尺寸DN150、螺纹连接、最大进口压力0.4MPa、自定义型号为A的燃气调压器。如果是法兰连接，则不需要标明连接型式，即RTZ-150/0.4-A,2. 调压器基础知识,2.6 部分调压器的结构形式 2.6.1 直接作用式调压器 （1）结构原理 只依靠敏感元件（薄膜或弹簧） 所感受的出口压力变化移动节流阀 进行调节，不需要外部能源。敏感 元件就是传动装置的受力元件。,2. 调压器基础知识,2.6 部分调压器的结构形式 2.6.1 直接作用式调压器 （2）常用的几种形式 液化石油减压阀、用户调压器。,2. 调压器基础知识,2.6 部分调压器的结构形式 2.6.2 间接作用式调压器 （1）结构原理 由主调压器和指挥器组成，调压 器的敏感元件和传动装置是分开的， 当敏感元件感受到出口压力的变化后， 使指挥器动作，接通外部能源或被调 介质，使调节阀门动作。间接作用式 调压器灵敏度比较高。,2. 调压器基础知识,2.6 部分调压器的结构形式 2.6.2 间接作用式调压器 （2）常用的几种形式 雷诺式调压器。结构比较复杂， 占地面积大，通过流量大，调节性能 好，但对燃气的净化要求高，操作复 杂，维修保养工作量大。主要应用于 区域调压和大用户专用调压等中低压 配气系统中。,2. 调压器基础知识,2.6 部分调压器的结构形式 2.6.2 间接作用式调压器 （2）常用的几种形式 轴流式调压器。燃气进出口的 流线是沿轴线的直线，故称为轴流式。 密封性能好，流通能力大，调压稳定， 安装空间小，适用于门站、区域调压 站等场合。,2. 调压器基础知识,2.6 部分调压器的结构形式 2.6.2 间接作用式调压器 （2）常用的几种形式 自力式调压器。由主调压器、指挥 器、信号管组成。结构简单，操作维护 方便，无需外部能源，广泛应用于天然 气门站、储配站、区域调压站、用户调 压站等场合。,2. 调压器基础知识,2.6 部分调压器的结构形式 2.6.3 不同类型调压器的比较,3. 燃气调压站与调压装置,调压装置是将较高燃气压力降至所需的较低压力调压单元总成。包括调压器及其附属设备。调压站则包括调压装置及建筑物和构筑物等，将调压装置放置于专用的调压室建筑物或构筑物中，承担用气压力的调节。,3. 燃气调压站与调压装置,3.1 调压站（装置）的分类 3.1.1 按使用性质 （1）门站调压站 （2）区域调压站 （3）专用调压站,3. 燃气调压站与调压装置,3.1 调压站（装置）的分类 3.1.2 按建筑形式 （1）地上调压站 （2）地下调压站 （3）箱式（柜式）调压装置,3. 燃气调压站与调压装置,3.1 调压站（装置）的分类 3.1.3 按压力级制 （1）高中压调压站（装置） （2）高低压调压站（装置） （3）中低压调压站（装置） （4）低低压调压站（装置）,3. 燃气调压站与调压装置,3.2 调压站（装置）工艺流程 由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管以及测量仪表等组成。有的调压站装有计量设备，除了调压以外，还起计量作用，故称做调压计量站。,3. 燃气调压站与调压装置,3.2 调压站（装置）工艺流程,3. 燃气调压站与调压装置,3.3 调压站（装置）附属设备 （1）阀门 用于调压器、过滤器检修或系统故障时切断燃气。调压站外进出口燃气管道上必须设置阀门，正常运行时处于常开状态，要求关闭严密，灵敏度高。,3. 燃气调压站与调压装置,3.3 调压站（装置）附属设备 （2）过滤器 燃气中的固体悬浮物很容易积存在调压器和安全阀内，影响调压器和安全阀正常工作。因此需要在调压器入口前设置过滤器，以清除燃气中的悬浮颗粒物。过滤器前后设置压差计以判断过滤器的堵塞情况，一般情况下，压差大于10kPa，说明过滤器需要清洗。,3. 燃气调压站与调压装置,3.3 调压站（装置）附属设备 （3）测量仪表 为了判断站内各种装置和设备是否工作正常，需设置各种测量仪表。一般调压器进出口需安装压力表、温度计及可以远传的温度、压力变送器等。,3. 燃气调压站与调压装置,3.3 调压站（装置）附属设备 （4）安全装置 当调压系统故障时，出口压力可能会土壤升高，对设备的正常工作、公共安全造成危害，因此调压装置中必须设置安全阀、放散管、安全监控等安全装置。,3. 燃气调压站与调压装置,3.4 箱式（柜式）调压器 组装有调压器及附属装置的设备箱（柜）。一般用于小型工业用户或公共建筑、居民小区等。结构简单、体积小、运行安全可靠、维修方便，流通能力也比较小。,3. 燃气调压站与调压装置,3.4 箱式（柜式）调压器 CJ/T 275-2008 城镇燃气调压箱,4. 燃气计量,燃气计量 对管道中燃气通过量的测定和记录。计量燃气的装置称燃气表或燃气流量计，用以累计通过管道的燃气的体积或质量。有些流量计只测定单位时间燃气通过量，须经过换算机构才显示累计量。由于气体计量易受温度和压力的影响，计量装置上可附设温度和压力补偿装置。,4. 燃气计量,4.1 燃气贸易计量方式 燃气贸易计量有体积计量、质量计量和能量计量三种方式。 （1）体积计量：按照燃气体积换算到标准参比条件下计量； 现行天然气计量方式；单位为“标准立方米”Nm （2）质量计量：对燃气质量称重计量；LPG、CNG、LNG，单位为 “公斤”kg （3）能量计量：按燃气热值计量；现行国际天然气贸易， LNG国际贸易。单位为“百万英热单位”mmBtu,4. 燃气计量,4.2 天然气标准参比条件 根据GB/T 18603-2014天然气计量系统技术要求，天然气流量计量标准参比条件为：20（热力学温度为293.15K）、压力为101.325kPa、干基。 *干基含水蒸气摩尔分数不大于0.00005的天然气；在进行天然气发 热量计算时，水的含量设定为零。,4. 燃气计量,4.3 天然气计量设备 天然气计量设备包括流量计、温度计、压力计、流量计算机、显示器、记录仪等。 终端用户的计量设备主要是各种流量计。常用的包括膜式流量计、罗茨流量计、涡轮流量计、涡街流量计、超声流量计、孔板流量计、质量流量计等。,4. 燃气计量,4.3 天然气计量设备 4.3.1 流量计的分类 （1）容积式流量计 依据通过流量计的液体或气体的体积来测定流量。 主要有膜式流量计、罗茨流量计、湿式流量计。,4. 燃气计量,膜式流量计 由“皿”字 形隔膜(皮膜)制成， 能自由伸缩的计量室1,2,3,4以及能 与之联动的滑阀组成流量测量元件， 在薄膜伸缩及滑阀的作用 下，可连 续地将气体从流量计人口送至出口。 只要测出薄膜动 作的循环次数，就 可获得通过流量计的气体体积总量。 量程比宽，使用寿命长，维修 方便，但是测量流量小，随着时间 皮膜会老化，影响计量精度。,4. 燃气计量,罗茨流量计 又称腰轮流量计，主要由壳体、共轭 转子、减速计数装置三部分组成。 它具有精度高、可靠性好、重量轻、 寿命长、运行噪声低、安装使用方便等特 点。对气体的洁净度要求高。,4. 燃气计量,湿式流量计 是一种无泄漏的容积式流量计。由外壳、 计量筒、温度计、压力计、液面计等组成。 结构简单、精度高、使用压力低、流量 较小。通常用在实验室中或用来校正民用表。 只适合于小流量的气体流量测量。,4. 燃气计量,4.3 天然气计量设备 4.3.1 流量计的分类 （2）速度式流量计 直接测量满管流动速度，通过速度和流量的关系计算得到流量。 主要有涡轮流量计、涡街流量计、超声流量计。,4. 燃气计量,涡轮流量计 速度式流量计中的主要种类,通过涡轮 测量流体速度，涡轮转速与管道平均流速 成正比，从而可以计算出流体流量。 具有精度高、重复性好、无零点漂移、 高量程比等优点。 必须水平安装，流量计 两端直管段有要求。,4. 燃气计量,涡街流量计 应用流体振荡原理来测量流量的，流体 在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱 的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的 两列旋涡，从而通过公式计算出流体流量。 结构简单而牢，无可动部件，可靠性高， 维护方便，无零点漂移，精度高，压损小。,4. 燃气计量,超声流量计 通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲) 的作用以测量流量。根据对信号检测的原理， 超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、 时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、 多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。 测量准确度高，不受被测介质参数干扰， 测量线路复杂，通常用于测量200以下的 流体。,4. 燃气计量,4.3 天然气计量设备 4.3.1 流量计的分类 （3）压差式流量计 以伯努利方程和流体连续性方程为基础，根据流体计算截面前后的压力降计算流量。 最常用孔板流量计。,4. 燃气计量,孔板流量计 是将孔板与压差变送器配套组成的高量程比差压流量装置，结构易于复制，简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉，但是精度差，压力损失大，传感器对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感，长期使用精度难以保证。,4. 燃气计量,4.3 天然气计量设备 4.3.1 流量计的分类 （4）质量流量计 随着近年来CNG、LNG应用日趋广泛，质量流量计得到了越来越多的使用。可以直接测量得到流体的质量，不受温度压力的影响。 有热式质量流量计和科里奥利质量流量计。,4. 燃气计量,热式质量流量计 基于热扩散原理而设计的流量仪表. 利用流体流过发热物体时,发热物体的热量散失多少与流体的流量呈一定的比例关系，从而通过函数计算得到流过的流体质量。 可以测量微小流量，压力损失小，组成简单，出现故障概率小。缺点是响应慢，被测气体组分变化较大时，测量误差大。,4. 燃气计量,科里奥利质量流量计 科氏力是在研究质点运动时，由于参照系不同而假设的一个力，流体在振动管中流动而产生与质量流量成正比的科里奥利力，利用这个原理可以计算流体的质量。 科里奥利质量流量计由振动管和转换器组成。优点是测量精度很高，安装方便，对上下游直管段没有要求。缺点是零点容易漂移，对外界振动敏感，测量低密度流体误差大，价格昂贵。国内主要用于LNG零售贸易。,4. 燃气计量,4.4 天然气的温压补偿 气体状态方程： PV=nRT 同样质量的同种气体，在不同的温度和压力下，体积是不同的。天然气贸易计量需换算成标准参比条件下，燃气表读数都是工况条件，因此存在贸易结算误差。 解决方式就是对燃气表的工况计量数进行温压修正，换算成标准参比条件下的读数。,4. 燃气计