城市天然气工程第九章燃气的调压燃气的储存

燃气的压力调节、燃气储存第一节燃气调压器第二节调节机构的计算第三节燃气调压站的布置第四节储气罐储气第五节长输管线末端储气第一节燃气调压器一、调压器的工作原理1、调压器的作用燃气供应系统的压力工况是利用调压器来控制的，调压器的作用是根据燃气的需用情况将燃气调至不同的压力。调压器安设在气源厂、燃气压送站、分配站、储配站、不同压力机制管网间的调压站、用户处等。所有燃气调压器均是将较高的压力调至较低的压力，是一个降压设备。一、调压器的工作原理2、调压器的工作过程如下图，燃气作用于薄膜上的力按下式计算：调节阀门的平衡条件为：一、调压器的工作原理当出口处的用气量增加或入口压力降低时，燃气出口压力P降低，造成N<Wg，系统失去平衡。此时薄膜下降，使阀门开大，燃气流量增加，使压力恢复平衡状态。当出口处的用气量减少或入口压力增加时，燃气出口压力P升高，造成N>Wg，此时薄膜上升，带动阀门使开度减小，燃气流量减小，因此又逐渐使压力恢复到原来的状态。不论用气量及入口压力如何变化，调压器都可通过重块或弹簧的调节作用，自动保持稳定的出口压力。所以整个系统是一个自调系统。一、调压器的工作原理3、自调系统的工作原理首先由薄膜测出出口压力，然后通过薄膜将这个压力和重块或弹簧力进行比较，依靠两者之间的差值，通过薄膜及其连接的阀杆带动阀芯上下移动，调节调压器出口处的管道压力。自调系统的构成：测量元件（敏感元件）、传动装置、调节机构和调节对象（出口处的燃气管道）。见下图。一、调压器的工作原理在上图中，调压器的出口压力为被调参数，也就是调节对象的输出信号。引起被调参数变化的因素是用气量或进口压力的改变，称为干扰作用，也是作用于调节对象上的输入信号。通过调节机构的流量就是作用于调节对象并实现调节作用的参数，称为调节参数。当外界给一个干扰信号时，被调参数发生变化，传给测量元件，测量元件发出一个信号与给定值比较，得到偏差信号，并被送给传动装置，传动装置发出位移信号给调节机构使阀门动作，并向调节对象输出一个调节作用信号克服干扰作用影响。二、调压器的分类按作用形式分类：直接作用式调压器、间接作用式调压器。按用途或使用对象分类：区域调压器、专用调压器、用户调压器。按进出口压力分类：高高压、高中压、高低压调压器，中中压、中低压调压器及低低压调压器。二、调压器的分类1、直接作用式调压器液化石油气减压器，直接连接在液化石油气钢瓶的角阀上，流量0～0.6m3/h。用户调压器，应用于集体食堂、餐饮服务行业、用气量不大的工业用户及居民点。二、调压器的分类2、间接作用式调压器用于流量较大的区域调压站中，由指挥器和主调压器组成。种类很多，有轴流式调压器、曲流式调压器、自力式调压器、雷诺式调压器等。根据出口压力的变化，通过指挥器控制中间压力的改变，由中间压力和主调压器的弹簧比较控制主调压器的操作。二、调压器的分类曲流式调压器工作原理：调压器尚未工作时，指挥器呈松开状态，阀口11完全打开，阀口13为关闭状态。燃气经阀口11、孔口12流进调压器环状腔室，此时P1=P3，橡胶套靠自身弹性使调压器呈关闭状态。调压器启动时，调节指挥器弹簧，阀杆向左侧移动，阀口11关小，阀口13打开，指挥压力P3降低，依靠压力差P1－P3使橡胶套开启。继续调节指挥器弹簧，将出口压力P2调至所需值。当进口压力降低或出口负荷增加时，出口压力P2降低，指挥器橡胶膜片带动阀杆向左移动，阀口11开度减小，阀口13开度增大，指挥压力P3减小，主调压器开度增大，P2升高，恢复到给定值。第二节调压器的计算燃气流经节流机构时，如压降不大，燃气的密度可忽略不计，计算时看作不可压缩流体；如压降相当大时，应考虑燃气密度的变化，为可压缩流体。当,忽略燃气的压缩性；当

时，应考虑燃气的压缩性。为调压器的压力降，P1是调压器的入口压力。一、不可压缩流体的计算不可压缩流体通过调压器时压力降可由下式计算：当采用以下单位：Q为m3/h,F为cm2，压降为MPa，密度为kg/m3。公式为如下形式：一、不可压缩流体的计算当介质密度为1000kg/m3，压降为0.0981MPa时，流经调节阀门的小时流量称为调压器的流通能力系数，用C表示。二、可压缩流体的计算在计算节流机构的流量时，应考虑燃气密度的变化和对理想气体定律的偏离。将燃气经过节流阀门的流动看作孔口出流，则流量可由下式求得：出流速度可由下式求得：二、可秒压缩流弄体的计北算采用如下愤单位，Q0为m3/h，P1和压降连为MPa，流量最公式为临界压力民比：当调终压器前后伞压力比减叛小时，流伯量和流速奋会增加，排但当其减忽小到某一日值时，流菊量和流速抹达到最大剖值，此压肺力比称为姓临界压力设比。分为状临界状态特和亚临界介状态。空气的燥实验和圣理论参蓬数如下敌：临界压驴力比的隐修正系箩数：0.91天然气的雷绝热指数风为：1.3二、可惜压缩流通体的计革算临界状态乌流量公式废如下如果实驴验调压节器时所谊用参数迹用以下提符号表醒示亚临界铁状态和嚷临界状夺态的换铜算公式冻分别为二、可压雅缩流体的顾计算以上公站式计算Qmax=1.15~1.2QP二、可杆压缩流售体的计谨算例题：齿选用调奋压器的跑阻力为0.04趟8MPa，出口甜绝对压喂力P2=0蛾.105假3MPa。密度为0.7下kg/盖Nm3；给出锦调压器浅实验值住为求选用储调压器这的流量献。第三节昌燃气调压臣站的布置一、调压袋站的构成1、调压拴站通常栗由调压羡器、阀撕门、过炉滤器、凯安全装垄置、旁坑通管及植测量仪键表组成阁。有些站装柄有计量设逼备，称为壁调压计量际站。安全装添置为防勿止用气邀负荷为么零而调监压器关伞闭不严伏，或调跃压器中擦的薄膜垂破裂及谊调压系栋统失灵闭时出口距压力升笔高，危兼及设备葵的正常并工作。西有安全回切断阀至和安全汇放散阀嫌。第三节忆燃气距调压站特的布置2、调压器记的串联装唯置（监视玩器装置）备用调压笔器2的给定出笑口压力略幸高于正常四工作调压辈器3的出口压恰力，因此洽，正常工赔作时备用滔调压器的洽调节阀是含全开的。吴当调压器3失灵，捧出口压抱力上升项到调压物器2的给定出捡口压力时猪，备用调荡压器2投入运行贼。备用调习压器的出玻力不得小冻于正常工律作调压器棉。第三节键燃气调压碧站的布置3、调压器彩的并联装龙置系统运行糠时，一个才调压器正并常工作，哨另一个备刻用。正常屠工作的调新压器的给拼定出口压射力略高于么备用调压量器的给定藏出口压力下，正常工筐第三节绪燃气调压艳站的布置二、调压姑站的分类批及布置第四节辆储气拆罐储气一、储气亿罐的类型分为低压得罐、高压煮罐.低压罐困：湿式仿罐、干眉式罐。湿式罐：佣直立型湿咏式罐、螺哗旋型湿式杠罐。二、高压犹储罐的储鬼气量高压储债罐的几钟何容积秤固定不筹变，靠疾改变其躬中燃气赶的压力裳来储存尽燃气，痒称为定吩容储罐果。设有锯进出口擦高压罐的有效储气容积：储罐的容积利用系数：在储罐工作压力一定时，要提高容积利用系数，只有降低储罐的剩余压力。而此压力又受到管网中燃气压力的限制。可以设置引射器。三、燃腥气储配尾站1、高压不储配站在低峰盆时，由季燃气高壶压管线下来的燃冠气一部嫂分经过篇一级调丸压进入幅高压储倍罐，另芽一部分热经过二减级调压蹈进入城友市管网多。在高当储罐内燃气压力接近管网压力时，利用高压干管的高压燃气把燃气从压力较低的罐中引射出来，以提高整个罐站的容积利用系数。三、燃气潜储配站2、低压连储配站当城市银采用低副压气源忽，且供夺气规模需又不特记别大时影，燃气余供应系陵统常采交用低压推储气。越低压储物配站的余作用是纱在低峰专时将多牧余的燃罗气储存焦起来，导在高峰她时，通止过储配餐站的压呜缩机将让燃气从谢低压储颤包括低压储罐、压缩机室、辅助间、消防水池等。第五节趣长输摊管线末样端储气确定管道斗储气容积胳的近似方胸法是用供睡气量等于声用气量那须一瞬间的使稳定工况供代替燃气晴流动的不扒稳定工况模进行计算丢。见下图智中的a点和b点。在b点，用气败负荷等于恼平均小时宵供气量。军从b点到a点为用艇气低谷纹时间，洲管道工皆况是不诱稳定的宽，为管源道储气坑阶段，碌到达a点时，供芳气量与用场气量平衡盘，但管内羡的压力比b点工况鬼时要高趣。从a点到b点为用气始高峰期间降，储存的琴燃气向外女供出，工欲况不稳定苗。到达b点时重荷新达到岁平衡，吗但管内启压力比a点时要娃低。计算管道仍的储气量净，只需计以算a时刻和b时刻管道叼内的燃气坝量，两者椒之差即为昆管段储气当量。第五节斤长输管线犹末端储气管道沿止程压力搁不同，波因此密袖度也不撕同。取体一个微仍元体进蔑行分析虫，其中泻燃气的容质量为由水力险计算公酷式，进行积锣分，第五节反长输管线救末端储气进行公式喜变换，将平均压辫力代入，奖得到管道啊内燃气含榨量及管道位储气量公息式如下第五节鲁长输砌管线末牌端储气例题：政天然气夹长