燃气输配技术-燃气的压力调节与计量

1、第八章 燃气的压力调节与计量,第八章 燃气的压力调节与计量,8-1 燃气压力调节过程 8-2 调压器的调节机构及传动装置 8-3 调压器通过能力计算 8-4 燃气调压器 8-5 调压器的选型计算 8-6 燃气调压站 8-7 燃气的计量,8-1 燃气压力调节过程,一、调压器的作用及组成,二、调压器的工作原理,三、压力自动调节系统的过渡过程,四、影响过渡过程动特性的因素,一、调压器的作用及组成,调压器的作用是将较高的入口压力调至较低的出口压力，并根据燃气需用工况的变化自动保持燃气压力在出口时恒定在设定值。,作用:,组成:,敏感元件：包括薄膜、导压管等。 给定压力部件：有重块、弹簧等。 可调节流阀：

2、有提升阀、滑动阀、活塞阀、蝶阀、旋塞阀等。,二、调压器的工作原理,图81 调压器工作原理 1气孔；2重块；3薄膜；4调节阀；5导压管,工作原理是：当出口燃气用量或燃气的出口压力P2变化时，通过导压管5使P2压力作用到薄膜3的下方，由于它与薄膜上方重块2的给定压力值不相等，故薄膜失去平衡。薄膜的移动，通过阀杆带动调节阀4改变流经孔口的燃气量，从而使压力恢复平衡。,调压器工作原理方框图:,图82 调压器自调系统方块图,三、压力自动调节系统的过渡过程,（一）过渡过程质量指标,衰减比 余差 最大偏差 过渡时间 振荡周期或频率,（二）调节过渡过程形式,发散振荡过程 等幅振荡过程 衰减振荡过程 非振荡的过

3、渡过程(单调过程),四、影响过渡过程动特性的因素,自行调整特性 容积系数 滞后 干扰的特性,8-2 调压器的调节机构及传动装置,一、调节机构及其特性 二、调压机构的薄膜,一、调节机构及其特性,调压器的调节机构可以采用各种形式的阀门，按阀门的结构可分为单座阀及双座阀，如图83所示。,83 调节机构简图 （a）盘形硬阀；(b)锥形硬阀；(c)盘形软阀； (d)孔口形阀；(e)双座盘形阀；(f) 双座塞形阀,图84调节阀流量特性曲线 1直线；2抛物线；3对数曲线,调节机构的调节特性是用燃气的相对流量与阀门的相对开启程度的函数关系来表示，称为阀门流量特性曲线如图84。,二、调压机构的薄膜,（一）薄膜的

4、形状及材质,图85 薄膜的形状 （a）平面型；（b）碟形（c）波纹形,薄膜一般可做成平面型、碟形及波纹形;薄膜通常用皮革、橡胶及塑料等材料制成。,（二）薄膜的有效系数,图86 薄膜有效系数与挠度关系曲线,（三）薄膜的特点及应用,平面膜制造方便，但灵敏度差，行程小，多用于小型调压器。 碟形膜和波纹形膜加工制造复杂，但灵敏度高。通常，当行程不大于20mm，直径不大于250 mm，膜厚不大于1mm时，选用碟形膜;当膜片行程大于20mm,直径大于250mm，膜厚大于1mm时，选用波纹形膜较为合适。,8-3 调压器通过能力计算,二、影响调压器通过能力的因素,一、调压器通过能力的计算,一、调压器通过能力的

5、计算,（一）对于不可压缩流体的计算 即 0.08，且P210kpa,（二）对于可压缩流体的计算 即当 0.08，且入口压力较大时,（三）当临界状态时， 即 ，按下式计算,临界压力比,二、影响调压器通过能力的因素,调压器的通过能力取决于阀孔的面积、阀门前后压力降及燃气的性质。,在确定调压器的通过能力时，应参照调压器前后的压力比，当P2P1 ，即P2Pc时，为亚临界流动状态；当 P2P1 ，即P2Pc时为临界流动状态。,通过调压器阀孔的流量随调压器出口压力P2与进口压力P1之比而变化，如图88所示。,图8-8 流量随压力比的变化,8-4 燃气调压器,一、调压器的分类,二、调压器产品型号组成,三、直

6、接作用式调压器,四、间接作用式调压器,五、箱式调压器（调压柜),一、调压器的分类,按作用原理 直接作用式、间接作用式 按用途或使用对象 区域调压器、专用调压器及用 户调压器。 按进出口压力 低低压调压器、中低压、中中压调压器和高低压、高中压、高高压调压器。 按结构 浮筒式及薄膜式调压器，后者又可分为重块薄膜式和弹簧薄膜式调压器。 按被调参数 后压调压器、前压调压器。,二、调压器产品型号组成,L/F,R,T,Z/J,3,1,6,燃气调压器,工作原理,进口压力级制,出口压力级制,公称管径代号,连接方式,三、直接作用式调压器,直接作用式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节流阀进行

7、调节，不需要利用外部能源。敏感元件就是传动装置的受力元件。,根据作用在薄膜上的给定压力部件，直接作用式调压器可分为三种形式：重块式、弹簧式、压力作用式。,常用的直接作用式调压器有：液化石油气调压器、用户调压器、各种低压调压器。,图89 弹簧式调压器工作原理 1薄膜；2弹簧；3弹簧调节螺钉；4阀杆；5阀座；6节流阀；7导压管,图810 压力作用式调压器 1薄膜；2弹簧；3阀座； 4节流阀；5阀杆；6导压管,图811 YJ-0.6型液化石油气减压器 1壳体；2调节螺丝；3调节弹簧；4薄膜；5手轮；6入口；7阀口；8横轴；9出口,图812 用户调压器 调节螺丝；2定位压板；弹簧；上体；托盘；下体；薄

8、膜；横垫；阀垫；阀座；11阀体；12导压管,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是分开的。它是由指挥器和主调压器组成。当敏感元件感受到出口压力的变化后，使操纵机构（如指挥器）动作，接通外部能源或被调介质（压缩空气或燃气），使调节阀门动作。,常用间接作用式调压器：T型调压器 、轴流式调压器 、曲流式调压器 、自力式调压器。,图813 T形调压器 1主调压器；2指挥器；3排气阀,型调压器体积小，流量大，安装、调试和检修方便。它的适用范围广，根据进口压力的不同，可作为高中压、中中压、中低压调压器。另外，它还适用于杂质含量较高的燃气，如煤制气，但在小流量时，有喘、跳现象。,特点及

9、应用：,图814 轴流式间接作用调压器,特点及应用：,燃气通过阀门时阻力损失小，在进出口压力较低的情况下通过较大的流量。所以该调压器可用于大流量、压力变化范围大的场合。,图815曲流式调压器结构与工作原理,特点及应用：,曲流式调压器具有运转无声、关闭严密、调节范围广、结构紧凑等优点。可供城市燃气输配系统、配气站(门站)、区域调压及用户调压使用。,图816 自力式调压器作用原理,特点及应用：,该调压器结构简单，操作维护方便，无须外来能源，只须用天然气自身压力进行调节。广泛用于天然气供应系统的门站、分配站、区域调压室及用户调压室。,五、箱式调压器（调压柜）,图819 箱式调压器,8-5 调压器的选

10、型计算,一、选择调压器应考虑的因素,二、选型计算,一、选择调压器应考虑的因素,流量 燃气的种类 进出口压力 调节精度 阀座的形式,二、选型计算,在实际工程中，常应用产品样本来选择调压器，产品样本中给出的调压器通过能力是在一定压降和试验气条件下得出的，在使用时要根据选择调压器时给定的参数进行换算。,如果产品样本中给出的试验参数为(m3/h)、压降（Pa）、出口压力（绝对压力Pa）、气体密度（kg/m3），则换算公式如下：,亚临界状态,临界状态,上述公式计算所得调压器的通过能力，是在可能的最小压力降和阀门完全开启条件下的最大流量。但在实际运行时，调压器阀门不宜在完全开启状态下工作，所以，选用调压器

11、时，调压器的最大流量与调压器的计算流量（额定流量）有下列关系：,例81试确定接管直径D100mm，阀门直径Dv=100mm的调压器全开时的最大通过能力。 已知：调节机构为双座直通阀，阀门前后绝对压力分别为P1=0.32 M Pa、P2= 0.22 M Pa，燃气密度00.7kg/m3, 绝热指数1.3，温度为100。,8-6 燃气调压站,一、调压站的分类,二、调压站选址,三、调压站的组成,四、调压站的布置,一、调压站的分类,按使用性质分类 门站 、区域调压站 、用户调压箱 、专用调压站 按建筑形式分类 地上调压站 、地下调压站 、箱式调压装置 按调节压力范围分类 高中压调压站、高低压调压站、中

12、低压调压站、低低压调压站,二、调压站选址,调压站应尽量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，距明火或散发火花的地点不得小于30m。调压站与邻近建筑物应有一定的安全距离。,当调压器的燃气入口压力为高压时，不应小于12m； 当调压器的燃气入口压力为中压或低压时，不应小于6m； 距离重要的公共建筑不应小于25m。 调压站与其它建筑物、构筑物的水平净距离应符合城镇燃气设计规范要求。 调压站应力求布置在负荷中心或接近大用户处。可选择在居民区的街坊内、广场或街头绿化带等地。 门站除应遵守安全防火距离规定，还应考虑地形、地质条件、城市主导风向、面积空间及站场对当地环境的影响，附

13、近企业对站场的影响。交通要方便，水电来源充足，水处理便利，尽可能靠近城市居民点，并位于下风向。,三、调压站的组成,调压站在城市燃气管网系统中是用来调节和稳定管网压力的设施。通常是由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管及测量仪表等组成。,四、调压站的布置,调压站内部的布置，要便于管理及维修，设备布置要紧凑，管道及辅助管线力求简短。,区域调压站,专用调压站,楼栋调压箱,图822 专用调压站 1闸阀；2过滤器；3安全切断阀；4调压器；5安全放散阀；6旁通管；7燃气表,图821 区域调压箱（站）,图822 专用调压站 1闸阀；2过滤器；3安全切断阀；4调压器；5安全放散阀；6旁通管；7燃气表,图823 楼栋调压箱,8-7 燃气的计量,一、燃气流量计分类,二、常用燃气流量计介绍,三、燃气流量计的发展前景,一、燃气流量计分类,按用户类型分 家用表 、商用表 、工业用表 、实验室用表 按测量原理分 容积式 、速度式 、流体振动式 、差压式 按计量范围分 小流量表 、大流量表 按是否加湿分 干式表 、湿式表 按进出气管分 单管表 、左进右出表、右进左出表,二、常用燃气流量计介绍,容积式流量（计膜式计量表 、回转式流量计 、湿式流量计） 速度式流