燃气调压器资料

1、燃气调压器场站内主要设备燃气调压器资料第1页 在此我们将讨论 概述 调压器分类 调压器基本原理 调压器主要元件 调压器受力分析 调压器技术特征及其影响原因 调压器型式与分类 调压器标准与技术特征指标 调压器流量计算 调压器实例燃气调压器资料第2页调压器定义调压器是一个不论气体流量和上游压力怎样改变，都能保持下游压力稳定装置。调压器应能够： 1、将上游压力减低到一个稳定下游压力； 2、当调压器发生故障时应能够限制下游压力在安全范围内。燃气调压器资料第3页 为何需要调压器理想燃气供给系统将气体从井口输送到最终用户不需要调压器； 这么理想供给系统得以维持条件是用户需求恒定，矿井供给能力恒定，同时二者

2、之间是一致； 这么系统实际上不可能存在，为此，对应装置-调压器-应运而生。燃气调压器资料第4页调压器功用调压器最大功用是保持燃气在使用时有稳定压力，从而确保燃气用具得到稳定燃空比（燃气与空气配合百分比）；燃气供给系统中使用调压器将气体压力降低并稳定在一个能够使气体得到安全、经济和高效利用适当水平上。燃气调压器资料第5页调压器基本原理调压器功用是当入口气体压力和流过气体流量发生改变时，保持出口压力稳定。调压器入口压力出口压力不停改变气体消耗量调压器出口压力不停改变气体消耗量不停改变管网压力燃气调压器资料第6页调压器分类 调压器种类较多，能够从适用压力、用途、作用原理上加以区分。一、按压力划分为了

3、明确表示调压器压力性能，依据调压器进口压力与出口压力级别加以区分，分为： 低 低压； 中压A 低压； 中压B 低压； 中压A 中压B； 高压 中压A； 高压 中压B； 超高 高压。 燃气调压器资料第7页二、按用途划分按用途或供给对象加以区分，分为：1. 区域调压器用于供给某一地域居民用户或企事业单位用户调压器，称为区域调压器。在三级制供气城市中，普通为高中压、中低压调压器。2. 专用调压器调压器设置是专供某一单位特殊需要而设置，如玻璃厂、冶炼厂等大型工业用户，他们普通需要高于区域供给压力气源，所以必须为它们设置专用调压器。3. 用户调压器用户调压器是一个小型调压器，普通用于一幢楼或一户居民。这

4、主要用于高、中压供气系统。民用液化石油气减压阀也是一个用户调压器。用户调压器普通分为高低，中低压两种。燃气调压器资料第8页三、按作用原理划分调压器按不一样作用原理分为：直接作用式和间接作用式两种。直接作用式调压器只依靠敏感元件（薄膜）所感受出口压力改变来对阀门进行移动和调整。敏感元件就是传动装置受力元件，使调整阀门移动能源是被调介质。通俗讲，直接作用式调压器就是直接依靠调压器薄膜所感受出口压力改变，来移动阀门和进行调整。使阀门移动和调整能量，是被调燃气压力。燃气调压器资料第9页直接作用式调压器工作原理图 燃气调压器资料第10页 间接作用式调压器工作原理图 间接作用式调压器是当出口压力改变时没，

5、使操纵机构（指挥器）动作，接通能源（或给出信号），使调整阀门移动。它敏感元件（即感应出口压力元件）和传动装置（即受力动作并进行调整元件）是分开。通俗讲，间接作用式调压器就是多了一个指挥器部分。指挥器与调压器结果相同，也由阀门、皮膜、弹簧等组成。指挥器作用是放大出口压力P2升高或降低信号，从而加紧调压器动作，提升调压器精度和灵敏度。 燃气调压器资料第11页间接作用式调压器： 燃气调压器资料第12页直接作用式调压器详细讲解调压器设计取决于对其技术特征定义，通常要考虑到以下特征： 压降及造成压降原因 盲区或调压器怎样关闭 临界流量及其与调压气供气能力关系 动作方式及其与调压精度关系燃气调压器资料第1

6、3页调压器五个基本元件5大元件负载元件（弹簧或指挥器）感应元件（皮膜）作用元件（阀瓣/阀口）围护元件（阀体）信号元件（连接下游管道信号管）阀塞橡胶软阀座燃气调压器资料第14页作用元件 （阀瓣 / 阀口）作用元件（阀瓣/阀口）在感应元件驱动下，对气体给出可变约束。阀口开度基于调压器下游燃气需求量，当下游有用气需求时，阀口打开；当下游用气需求为零时，阀口关闭。主阀杆动作频率取决于阀口开/关频率。作用元件要求含有长久稳定性能、密封性能和可靠质量。燃气调压器资料第15页感应元件 （皮膜）感应元件（皮膜）用以测量下游工况压力与要求压力之间差异，感应元件任何变动度将造成作用元件产生对应动作。感应元件是动态

7、元件，要求含有长久稳定性能、密封性能和一定机械强度。燃气调压器资料第16页 负载元件 （弹簧或指挥器）负载元件决定要求下游压力。感应元件（皮膜）连续比较负载元件给出调整力和经信号管传递来下游压力，从而将得出动作指令（打开或关闭）传递给作用元件阀瓣，经一定周期动态过程，二者趋向协调，阀瓣趋向稳定。负载元件是动态元件，要求含有长久稳定性能、抗腐蚀性能和可靠质量。Weight燃气调压器资料第17页围护元件 （阀体）围护元件形成调压器封闭空间。围护结构主要作用是： - 与管道物理连接物； - 对作用元件机械保护； - 对其它功效元件和附件机械支撑。围护元件是静态元件，要求含有长久稳定性能和抗腐蚀性能。

8、燃气调压器资料第18页调压器受力平衡（直接作用式调压器）受力原理：向下力和向上力处于平衡状态要求 - 燃气需求量改变决定下游管网压力改变 - 向上力增大或减小 - 阀口开度改变 +向下作用力：弹簧力 + 入口压力X阀口截面积连接到下游管道信号管向上作用力：出口压力X皮膜截面积 + 出口压力X阀口截面积+=燃气调压器资料第19页调压器力平衡分析调压器皮膜受力处于平衡状态Pe = 100 PsigPa = 10 Psig皮膜面积 = 10 In2FD = (P2)(AD) = (10 Psig)(10 In2) = 100 Lb100 LbFw=100LbFD=100Lb皮膜燃气调压器资料第20页

9、调压器力平衡分析调压器皮膜受力平衡被打破，下游需求增大，压力下降。Pe = 100 PsigPa = 9 Psig皮膜面积 = 10 In2FD = (P2)(AD) = (9 Psig)(10 In2) = 90 Lb100 LbFw=100LbFD=90Lb固定重量会造成钟摆皮膜燃气调压器资料第21页调压器力平衡分析再平衡Pe = 100 PsigPa = 10 Psig皮膜面积 = 10 In2调整弹簧有利于消除钟摆，尽快达成新平衡与大气连通燃气调压器资料第22页调压器力平衡分析FS = (K)(X)FD = (P2)(AD)FSFD皮膜皮膜FD = (10 Psig)(10 in2)

10、= 100 LbK = 弹性系数 = 使弹簧高度压缩或拉升1inch所需要力燃气调压器资料第23页FD = (9 Psig)(102) = 90 LbFs = (100 Lb/In)(X) = 90 LbK = .9 Inch 压缩量弹簧高度回复量 = 1-.9 = .1 Inch所以皮膜向下移动 .1 InchFS = (K)(X)FD = (P2)(AD)FS = FDFSFD燃气调压器资料第24页 调压器力平衡分析Pe = 100 PsigQ = 200 SCFHPa = 9 Psig1 InchesFS = 90 LbFD = 90 Lb.1燃气调压器资料第25页 调压器压力特征P2P

11、sig0 50111098200300500理想压力曲线实际压力曲线P1 = 100 psig理想调压器：出口压力不随流量改变而改变流量 scfh燃气调压器资料第26页P2Psig0-50111098200300500理想压力曲线P1 = 100 psig400使用轻型弹簧适用重型弹簧 调压器压力特征使用轻型弹簧任何情况下，尽可能使用轻型弹簧。流量 scfh燃气调压器资料第27页当 P2 降至 9 时FD = P2 x AFD = 10 x 10 - 100 LbFD2=9 x 11 = 99 Lb弹簧作用力仅改变 1 Lb所以阀口移动量很小FD2FD1A = 11 In.2A = 10 In

12、.2皮膜对压降影响燃气调压器资料第28页调压器参数调压器关闭压力- 达成完全关闭压力； - 零流量时压力。调压器临界流量- 给定作用元件（阀瓣/阀口）最大流量； - 取决于前端压力Pe和阀口尺寸。燃气调压器资料第29页 调压器盲区及临界流量P2psig111098理想压力曲线实际压力曲线P1 = 100 psig盲区临界流量经验：在满足流量前提下，尽可能使用小口径阀口。流量 scfh505000燃气调压器资料第30页 压力信号取样点Pe = 100 Psig取压点P1 = 100 Psig流速In流速OutVena Contracta（静脉曲张）P2 = 10 PsigPa = 10 Psig

13、燃气调压器资料第31页 取压点对压力控制精度影响P2Psig0-50111098200300500P1 = 100 psig400BoostNo boost理想压力曲线增加取压点距离燃气调压器资料第32页 出口压力范围受限制 10% - 20% 压力偏移+最大出口压力 最大向上作用力能够平衡掉由弹簧和入口压力X阀口截面积产生向下作用力 弹簧作用力受限于弹簧规格 . 同时，皮膜直径是不可变得 .所以，直接作用是调压器出口设定压力范围是受限制向上作用力：出口压力X皮膜截面积 + 出口压力X阀口截面积燃气调压器资料第33页 正作用式燃气调压器资料第34页 反作用式燃气调压器资料第35页直接作用式调压

14、器优点 - 结构简单 - 响应速度快 - 成本低缺点 - 调压精度较低 - 压力控制范围窄 - 流通能力较小 - 因为受皮膜尺寸限制，难以做到大规格阀体应用 - 小型区域压力调整 - 工商业及公福用户压力调整 - 直燃设备 - 工矿企业燃气调压器资料第36页 指挥器作用式调压器调压器设计取决于对其技术特征定义，通常要考虑到以下特征： 调压精度 流通能力 盲区 响应速度 成本燃气调压器资料第37页+=连接到下游管道信号管调整压力来自於指挥器向下作用力：调整压力X皮膜截面积 + 入口压力X阀口截面积向上作用力：出口压力X皮膜截面积 + 出口压力X阀口截面积向下力和向上力处于平衡状态要求 - 燃气需

15、求量改变决定下游管网压力改变 - 向上力增大或减小 - 阀口开度改变 燃气调压器资料第38页PePa 大气排气型燃气调压器资料第39页大气排气型优缺点大气排气型优点 - 压力控制精度高 - 出口压力范围大 - 流通能力大缺点 - 对外排气比较危险 - 对外排气有浪费 - 成本高燃气调压器资料第40页P1下游排气型燃气调压器资料第41页下游排气型优缺点优点 - 压力控制精度高 - 出口压力范围大 - 流通能力大缺点 - 响应速度慢 - 成本高燃气调压器资料第42页 下游排气 双作用式燃气调压器资料第43页 下游排气 轴流式（IGA）燃气调压器资料第44页轴流式调压器优缺点优点 - 很高调压精度

16、- 很宽压力控制范围 - 流通能力大 - 能够做到较大阀体尺寸 - 比压力调整阀廉价缺点 - 响应速度慢 - 成本高应用 - 地域型分输压力调整 - 城市门站 - 燃气透平 - 大型直燃设备 - 大型工矿企业燃气调压器资料第45页 调压器基本特征与相关标准 标准 精度 压力控制与流通特征燃气调压器资料第46页基础标准欧洲 EN 334法国 Gaz de France approval 德国 DVGW approval (DIN 3380/3381)荷兰 Gasunie approval意大利 Snam/Italgas (UNI-CIG)英国 British Gas approval BS西班牙

17、 Gas Natural approval (UNE 60402/60403) 调压器没有通用国际标准 当地客户要求、相竞争产品、当地标准以及当地法规要求均能够作为调压器设计条件。中国 GB 16802 CJ274-燃气调压器资料第47页主要定义及符号Pe = 入口压力 (1 bar = 105 Pascal = 14,5 psig )Pa = 出口压力标准情况 = 绝对压力为 1,01325 bar 且 t = 15C （欧洲或北美） 或 t = 20C （中国）Q = 流量范围 (1 m/h = 35,1 SCFH)Pas = 出口压力设定值Pf = 关闭压力。流量Q=0时压力Wh = 弹

18、簧可设定压力范围 Wa = 调压器可设定压力范围 RG(AC) = 精度等级，最大出口压力波动许可范围SG = 关闭压力精度等级， Pf 与 Pas之间许可最大压差SZ = 关闭压力等级范围，Qmin/Qmax 时SG% KG/CG = 流量特征燃气调压器资料第48页压力范围与等级 Class Pzul (bar)ClassPzul (bar)PN 1616 ANSI 15019,2PN 2525 ANSI 30051PN 4040 ANSI 600 102PN 6464PN 100 100Pzul = 最大允许工作压力 (入口压力)燃气调压器资料第49页 调压精度0Pas流量范围出口压力理想

19、调压器能够满足不论入口压力怎样改变，当流量从 0 增加到 时，均能保持出口压力稳定。燃气调压器资料第50页285 315 Pas=300Pf =330 Pa in mbarQmin = 10% of QmaxAC5 AC5SG10Qmax Q in m/h临界点SZ 调压精度燃气调压器资料第51页 调压精度等级 RG(#) class允许压力偏移设定压力%RG 1 1 % (*)RG 2,5 2,5 % (*)RG 5 5 % (*)RG 10 10 %RG 20 20 %RG 30 30 %(#) 也可用AC表示(*) 但不低于 1 mbar燃气调压器资料第52页 关闭压力精度等级 SG c

20、lass允许压力偏移设定压力%SG 2,5+ 2,5 % (*)SG 5+ 5 % (*)SG 10+ 10 % SG 20+ 20 %SG 30+ 30 %SG 50+ 50 %(*) 但不低于 1 mbar燃气调压器资料第53页 关闭压力等级范围 SZ class 限制值 % Qmax/QminSZ 2,5 2,5 %SZ 5 5 %SZ 10 10 %SZ 20 20 %燃气调压器资料第54页 调压器流量特征系数 Cg调压器流量特征系数Cg 或 Kg主要用于调压器选型计算。Cg值 调压器阀口全开时，压力为1个标准大气压、温度为15 C 、相对密度为0.6天然气经过量（Sm3/h)。对于英制单位，则为调压器阀口全开时，压力为psia、温度为60 F 、相对密度为0.6天然气经过量（SCFH)。燃气调压器资料第55页 调压器流量计算按照EN334 6.2要求，调压器流量计算可按以下方式（误差10%）：低于临界点 Pe/Pa2Q =Cg13.15d (te+ 273)Pa (Pe-Pa)大于临界点 Pe/Pa2Q =Cg Pe 213.15d (te+