城市燃?xì)饽硡^(qū)調(diào)壓站的設(shè)計(jì)與選型探討

摘 要：本文論述了城市燃?xì)庠谶M(jìn)入管網(wǎng)前的調(diào)壓、穩(wěn)定、凈化、計(jì)量等的設(shè)計(jì)，以及設(shè)備的選型和工作原理。

關(guān)鍵詞：跳壓站 門站 管網(wǎng) 閥門

中圖分類號：TU996 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0130-02

天然氣要產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，從氣田采出后經(jīng)輸氣主管道輸送分配到用戶區(qū)域，在進(jìn)入用戶前對來自主管道的天然氣要進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，這個(gè)任務(wù)是由調(diào)壓站來完成的，因此，調(diào)壓站是城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸氣壓力提供合格燃?xì)獾闹匾O(shè)施，其主要任務(wù)是：按用戶用氣要求規(guī)劃設(shè)計(jì)，將輸氣管網(wǎng)的壓力調(diào)接到下一級管網(wǎng)或用戶所需的壓力；當(dāng)輸氣量發(fā)生變化時(shí)，使調(diào)節(jié)后的輸氣壓力穩(wěn)定在用戶所要求的壓力之范圍內(nèi)。

1 調(diào)壓站的分類

1.1 調(diào)壓器按使用性質(zhì)

（1）門站。

城市門站是長輸管線向城市管網(wǎng)供氣前的多功能分配站，接收由氣田經(jīng)長輸管線來的燃?xì)?，有凈化、調(diào)壓、穩(wěn)壓、降壓、計(jì)量、加臭等功能。經(jīng)門站處理后將合格的燃?xì)馑腿氤鞘泄芫W(wǎng)。

（2）區(qū)域調(diào)壓站。

區(qū)域調(diào)壓站通常設(shè)置在輸配管網(wǎng)上，用于某一區(qū)域用戶供氣，用于連接兩個(gè)不同壓力的管網(wǎng)。

（3）用戶調(diào)壓箱。

用戶調(diào)壓箱通常與中壓管網(wǎng)或低壓管網(wǎng)的管線相連直接供應(yīng)居民用戶用氣。

（4）專用調(diào)壓站。

在調(diào)壓裝置入口可直接連接較高壓力的輸氣管線，用來供應(yīng)用氣量大的工業(yè)企業(yè)和大型公共建筑用戶，以滿足其用氣要求。

1.2 按調(diào)節(jié)壓力分類

（1）高高壓調(diào)壓站。

一般可用于連接在天然氣遠(yuǎn)離輸送干管，或連接在城市高壓外圍環(huán)管上。

（2）高中壓調(diào)壓站。

一般可用于連接城市高、中壓兩級管網(wǎng)。

（3）中中壓調(diào)壓站。

一般作為專用調(diào)壓站，出口壓力由用氣設(shè)備和用戶的要求設(shè)定的。

（4）高低壓、中低壓調(diào)壓站。

主要用在城市高壓或中壓管網(wǎng)向低壓管網(wǎng)分配燃?xì)馐褂谩?/p>

（5）低低壓調(diào)壓站。

多用于中小城鎮(zhèn)的單級管網(wǎng)系統(tǒng)或直接用戶的供應(yīng)。

2 調(diào)壓站的布置

2.1 調(diào)壓站的布置原則

（1）采用水封閥做安全裝置。

（2）調(diào)壓室的放散管必須引出室外，必須高出建筑物頂部1.5 m以上。

（3）調(diào)壓室內(nèi)必須設(shè)旁通管，其管徑比調(diào)壓器管徑小2～3號。

（4）大型調(diào)壓器應(yīng)增設(shè)站外旁通管，旁通管上應(yīng)安裝閘閥或截止閥。

（5）調(diào)壓器前后設(shè)置閥門，宜用閘閥。

（6）調(diào)壓室進(jìn)出設(shè)閥門，一般設(shè)在離站10 m左右的閥門井內(nèi)。

2.2 工藝流程

燃?xì)庥芍袎汗芫W(wǎng)經(jīng)調(diào)壓室進(jìn)氣管進(jìn)入低壓管網(wǎng)，調(diào)壓器出口與水封相連，水封接室外放散管，當(dāng)燃?xì)鈮毫^高時(shí)，實(shí)現(xiàn)安全放散，為了保證調(diào)壓器出現(xiàn)故障時(shí)仍能供氣，應(yīng)設(shè)旁通管。

2.3 調(diào)壓室內(nèi)各裝置

（1）閥門。

天然氣管道進(jìn)出調(diào)壓室前后端都要設(shè)置閥門，主要作用是：當(dāng)調(diào)壓器、過濾器檢修或發(fā)生故障時(shí)將燃?xì)馇袛?。在調(diào)壓站外進(jìn)出口管道上也設(shè)置閥門，此閥門處于常開狀態(tài)。此閥門的主要作用是：當(dāng)發(fā)生故障時(shí)無法接近調(diào)壓室，緊急切斷燃?xì)狻?/p>

（2）過濾器。

燃?xì)庵杏性S多懸浮物，很容易沉積在調(diào)壓室和安全閥等設(shè)備中，很容易堵塞調(diào)壓室和閥門，使設(shè)備無法正常工作。因此，在調(diào)壓器入口前必須安裝過濾器，用來清除燃?xì)庵械碾s物，過濾器前后需安裝壓差計(jì)，根據(jù)壓差來判斷過濾器的運(yùn)行情況。在通常情況下，燃?xì)馔ㄟ^過濾器后前后壓差不超過10 kPa，如果壓差過大時(shí)應(yīng)及時(shí)清除。

（3）是通過自動改變經(jīng)調(diào)節(jié)閥的燃?xì)饬髁慷钩隹谌細(xì)獗３忠?guī)定壓力。

（4）安全裝置。

當(dāng)用戶用氣很少而調(diào)壓器閥門又關(guān)閉不嚴(yán)，或調(diào)壓器故障調(diào)節(jié)失靈時(shí)，燃?xì)夤艿莱隹趬毫蝗簧?，為防止損壞設(shè)備保障用戶的財(cái)產(chǎn)和生命安全，必須安裝安全放散裝置。一般情況下采用水封閥做為安全裝置。

（5）旁通管。

一般情況下調(diào)壓器故障維修也要向用戶不間斷的供氣，因此在調(diào)壓室內(nèi)安裝旁通管來滿足供氣。當(dāng)燃?xì)馔ㄟ^旁通管進(jìn)入用戶時(shí)，管網(wǎng)的壓力和流量是由手動調(diào)節(jié)閥來控制的。

（6）測量儀表。

為了判斷調(diào)壓室中各種裝置及設(shè)備工作是否正常，需設(shè)置測量儀表。通常調(diào)壓室入口安裝指示壓力計(jì)，可自動記錄調(diào)壓器出口瞬時(shí)壓力，以便監(jiān)視調(diào)壓器的工作狀況。

3 區(qū)域調(diào)壓器的選型

3.1 選型

一般情況下，產(chǎn)品樣本均給出調(diào)壓器的額定通過能力，該數(shù)據(jù)是制造廠利用某種介質(zhì)在一定的進(jìn)出口壓力下得出的，可通過其對調(diào)壓器通過能力進(jìn)行換算。本設(shè)計(jì)中的區(qū)域調(diào)壓器，均選擇T型調(diào)壓器，這種調(diào)壓器性能好，適用范圍廣，當(dāng)燃?xì)獾膬艋潭壬圆顣r(shí)也能工作，不至于被堵塞，指揮器和排氣閥分開，便于組裝調(diào)試和檢修。

3.2 T型調(diào)壓器工作原理

當(dāng)調(diào)壓開始啟動運(yùn)行時(shí)，首先按著需要的出口壓力（給定值）調(diào)解指揮器的彈簧，同時(shí)調(diào)節(jié)排氣閥的排氣壓力使其稍高于需要的出口壓力。當(dāng)出口壓力低于給定值時(shí)，指揮器的薄膜就開始下降，使指揮器閥門打開，回路壓力的氣體補(bǔ)充到調(diào)壓器膜下空間，回路壓力大于出口壓力，閥門開大，流量增加，出口壓力恢復(fù)到給定值。

當(dāng)出口壓力超過給定值時(shí)，指揮器薄膜上升使其閥門關(guān)閉，同時(shí)由于作用在排氣閥薄膜下部的力將排氣閥打開，回路壓力的氣體排出一部分，使調(diào)壓器膜下的力減小，而又由于出口的增加，調(diào)壓器膜上的力增大，閥口關(guān)小，出口壓力恢復(fù)到給定值。

4 調(diào)壓室的有關(guān)計(jì)算

當(dāng)建設(shè)多級燃?xì)夤芫W(wǎng)時(shí)，需要建立多個(gè)調(diào)壓站或多個(gè)調(diào)壓室，表1以設(shè)計(jì)的某區(qū)為例計(jì)算。

已知：一個(gè)調(diào)壓室的造價(jià)B=20000元，管道造價(jià)系數(shù)b=2元/cm·m，fg=0.25，fln=0.18，低壓管網(wǎng)計(jì)算壓力降ΔP=1650Pa，人口密度N=550人/公頃，每人每小時(shí)計(jì)算流量為0.036 Nm3/h人，管網(wǎng)密度系數(shù)Φ=0.015。

則B0.388=200000.388=46.6

b0.388=20.388=1.31

（fg/fln）0.388=（0.25/0.18）0.388=1.14

ΔP0.081=16500.081=1.82

Φ0.245=0.0150.245=0.357

（Ne）0.143=（550×0.036）0.143=1.53

∴R0=4.3（fg÷fln）0.388×B0.388×ΔP0.081÷b0.388÷Φ0.245÷（Ne）0.143

=581

調(diào)壓室數(shù)目的計(jì)算：

n=F/2R2

R為調(diào)壓室作用半徑（m）；

n為調(diào)壓室數(shù)目；

F為包括街道在內(nèi)的供氣區(qū)面積（m2）。

∴n=347×104÷2÷5812=5.1

即某區(qū)最合理的調(diào)壓室數(shù)目為5。

對于一個(gè)城市燃?xì)夤こ?，調(diào)壓站的作用是非常大的，它與到這個(gè)地區(qū)人民的生活是密切相關(guān)的，因此需要我們?nèi)細(xì)夤ぷ髡咭锌茖W(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待這項(xiàng)工作。

參考文獻(xiàn)

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