燃?xì)庹{(diào)壓器工作原理解讀

燃?xì)庹{(diào)壓器工作原理解讀

——臺州燃?xì)庠O(shè)計研究所姚世航

臺州——美麗富饒的城市，位于東海之濱介于寧波和溫州之間。城市共分為3個行政區(qū)，即椒江、路橋、黃巖。椒江區(qū)為臺州市行政中心駐地。自市政府從臨海搬遷至椒江以來，特色工業(yè)園區(qū)及各開發(fā)區(qū)商住樓均拔地而起，老區(qū)改造也進(jìn)行的如火如荼。隨著椒江城區(qū)的發(fā)展，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)也緊隨其后，自始建起至今城市燃?xì)夤芫W(wǎng)已覆蓋全區(qū)大半地區(qū)，輸配系統(tǒng)已具備一定的規(guī)模，其工藝流程為：門站——高壓管道——中壓管網(wǎng)——用戶。

從以上流程可以看出，任何一段都有供氣壓力的變化，而最貼近用戶生活的就是“中壓管網(wǎng)——用戶”這段。

民用燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施是城市燃?xì)庵袎汗芫W(wǎng)通往用戶燃?xì)庥镁叩闹匾獦蛄�，它的設(shè)計合理與否直接影響到用戶的用氣質(zhì)量與燃?xì)饨?jīng)營單位的經(jīng)濟(jì)。燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)施更是城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的主要組成部分，是管網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)壓和調(diào)壓的重要設(shè)施。調(diào)壓設(shè)施的任務(wù)是按運(yùn)行要求和設(shè)計規(guī)定將上一級輸氣壓力降至下一級壓力，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時保持調(diào)壓后的輸氣壓力穩(wěn)定在運(yùn)行設(shè)計要求的范圍內(nèi)。燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)備大致可以分為四種：①調(diào)壓站、②調(diào)壓柜、③調(diào)壓箱、④單戶調(diào)壓器。

在今天的城市中，人口密集、高樓林立、寸土寸金，在這種環(huán)境下由于調(diào)壓箱體積小、重量輕、安全性及可靠性高、安裝方便等優(yōu)勢，使其在四種調(diào)壓設(shè)備中脫穎而出。調(diào)壓箱是將中壓燃?xì)夤芫W(wǎng)內(nèi)的燃?xì)鈮毫�降至適合用戶燃具所使用的壓力的調(diào)壓設(shè)備，也是四種調(diào)壓設(shè)備中最貼近用戶生活的一種。也正是因?yàn)槿绱�，調(diào)壓箱的選型就變得至關(guān)重要。這就需要燃?xì)夤艿涝O(shè)計、施工、維護(hù)人員對調(diào)壓箱要有充分的了解并熟知其工作原理。采用調(diào)壓箱后的優(yōu)點(diǎn)：可以減少管路材料消耗。充分利用天然氣自身的壓力，節(jié)約能源。調(diào)壓箱一般緊鄰用氣建筑設(shè)，低壓管段短，壓力損失小，且用氣壓力穩(wěn)定。

調(diào)壓箱一般由感應(yīng)裝和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。感應(yīng)裝的主要部分是敏感元件（薄膜、導(dǎo)壓管）等，出口壓力的變化是通過薄膜使節(jié)流閥移動。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是各種形式的節(jié)流閥。敏感元件和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之間用執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。調(diào)壓箱大致可分為兩種：①直接作用式調(diào)壓箱，②間接作用式調(diào)壓箱。直接式調(diào)壓箱是指：只依靠敏感元件（皮膜）所感受的出口壓力的變化移動閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，不需要利用外部能源。間接式調(diào)壓箱是指：通過外力或能源作用，移動閥門調(diào)節(jié)壓力。目前臺州市椒江區(qū)所使用的調(diào)壓箱均為直接式調(diào)壓箱且為二級調(diào)壓，即燃?xì)饨?jīng)第一級降壓后壓力已基本穩(wěn)定在一定的范圍之內(nèi)，第二級調(diào)壓器就在變化范圍很小的進(jìn)口壓力下工作，因此，燃?xì)饨?jīng)第二級調(diào)壓器后出口壓力就穩(wěn)定在較高的精度范圍之內(nèi)，從而保證了整個調(diào)壓器具有較高的調(diào)壓精度。

調(diào)壓器的工作原理如下：

調(diào)壓器為兩級平衡作用式調(diào)壓器，其中閥門（調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）與閥桿（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）與皮膜（調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）之間相互串聯(lián)，作用在調(diào)壓器皮膜上的力有三個：進(jìn)口壓力P1、工作彈簧力F、一級出口壓力P2,工作時三力相互平衡。（見附圖）

一級調(diào)壓器是直接作用式調(diào)壓器，其工作過程如下：當(dāng)出口處的用氣量增加或進(jìn)口壓力P1降低時，燃?xì)獬隹趬毫�P2下降，造成皮膜上下壓力不平衡，此時皮膜受彈簧作用力F推動下降，同時帶動閥桿使閥門開大，燃?xì)饬髁吭黾樱�使壓力恢�?fù)至平衡狀態(tài)。反之，當(dāng)出口處用氣量減少或入口壓力P1增大時，燃?xì)獬隹趬毫�P2升高，此時皮膜克服彈簧作用力F上升，同時拉動閥桿使閥門關(guān)小，燃?xì)饬髁繙p少，又逐漸使出口壓力恢復(fù)到原來狀態(tài)。二級調(diào)壓器也是一個直接作用式調(diào)壓器，其工作原理和工作過程與一級直接作用式調(diào)壓器相同。經(jīng)過調(diào)壓器的二級調(diào)壓，無論用氣量及入口壓力如何變化，調(diào)壓箱總能自動保持穩(wěn)定的供氣壓力。

此外，調(diào)壓箱還具有過高壓保護(hù)系統(tǒng)，該保護(hù)裝設(shè)在調(diào)壓箱一級入口之前，該系統(tǒng)在安裝調(diào)試前是關(guān)閉的，在工作時，將第二級調(diào)壓后的出口壓力引入導(dǎo)閥作為緊急切斷的控制壓力，當(dāng)?shù)诙�級出口壓力超出設(shè)定值時，導(dǎo)閥內(nèi)的膜片向外運(yùn)動，卡在閥桿凹槽內(nèi)的鋼珠脫出，閥桿在彈簧力的作用下運(yùn)動并關(guān)閉燃?xì)馔ǖ�，停止對下游的供氣�?/p>

在提倡低碳生活和綠色環(huán)保的今天，作為綠色能源的天然氣產(chǎn)業(yè)已得到了國家的大力支持，東海氣田的開發(fā)、西氣東輸?shù)慕ㄔO(shè)會更加帶動臺州市燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的同時也會有大量的調(diào)壓設(shè)備涌現(xiàn)，這就需要我們設(shè)計人員更加嚴(yán)格的要求自己，多看、多聽、多學(xué)使自己所學(xué)的知識得到升華。能在眾多的設(shè)備中挑選出最合適的產(chǎn)品來保證工程質(zhì)量、降低投資成本，從而也更好的保證廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：廣東燃?xì)狻秹毫�遙調(diào)系統(tǒng)在燃?xì)廨斉渲械膽?yīng)用》201*.03

《各種民用天然氣調(diào)壓方式的適用性》韓朝暉

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燃?xì)庹{(diào)壓器工作原理

燃?xì)庹{(diào)壓器（gaspressureregulator）俗稱減壓閥，是通過自動改變經(jīng)調(diào)節(jié)閥的燃?xì)饬髁慷�使出口燃�(xì)獗?/p>

持規(guī)定壓力的設(shè)備，通常分為直接作用式和間接作用式兩種。

直接作用式調(diào)壓器工作原理圖

圖1

直接作用式調(diào)壓器（如上圖1），該調(diào)壓器中調(diào)壓彈簧作用的力直接作用在皮膜上,通過調(diào)節(jié)彈簧的壓縮長度來調(diào)節(jié)出口壓力。皮膜上腔是調(diào)壓彈簧，下腔氣壓來自調(diào)壓器出口端氣壓（P2），彈簧的作用力是通過下腔氣壓（P2）來平衡的,當(dāng)用戶用氣量增大時，出口壓力下降，同時皮膜下腔內(nèi)壓力降低，由于調(diào)壓彈簧的作用，皮膜向下移動，并通過閥桿帶動閥瓣向下移動，使調(diào)壓器閥口開度增大，出口壓力增加，平衡彈簧的作用力，從而保證用氣。當(dāng)出口用氣量減小時，其作用與上述過程相反；當(dāng)出口停止用氣時，閥瓣還處于打開狀態(tài)，由于進(jìn)出口壓差的原因，出口端氣壓上升，皮膜下腔內(nèi)壓力增加，帶動閥桿及閥瓣向上運(yùn)動，直到閥瓣和閥口成關(guān)閉狀態(tài)，此時，出口端氣壓保持穩(wěn)定。進(jìn)口氣壓（P1）分別作用在調(diào)壓器的平衡皮膜和閥瓣上，P1作用在兩個相反的方向，從而消除進(jìn)口氣壓的波動對出口壓力的影響。平衡直接影響關(guān)閉性能，當(dāng)進(jìn)口氣壓向上的力小于向下的力時，關(guān)閉壓力增加；反之，則相反。

間接作用式調(diào)壓器工作原理圖

圖2

間接作用式調(diào)壓器，由指揮器和主閥兩部份組成（如上圖2）。啟動時調(diào)節(jié)指揮器控制彈簧，使指揮器閥口打開，P1經(jīng)該閥口節(jié)流降壓成為負(fù)載壓力P3，P3作用在大皮膜上，經(jīng)頂桿傳遞使主彈簧壓縮，主閥口被打開，輸出氣流P2，同時P2又反作用在大皮膜和指揮器皮膜上使主閥口和指揮器閥口呈關(guān)閉趨勢。調(diào)節(jié)指揮器控制彈簧，將P2調(diào)至設(shè)定值，此時P2和主彈簧作用在大皮膜上的力與P3作用在其上的力處于平衡狀態(tài)；以及P2和指揮器控制彈簧作用在指揮器皮膜上的力也處于平衡狀態(tài)；P1流進(jìn)指揮器的氣流量與經(jīng)指揮器節(jié)流開關(guān)流出的氣流量一致，指揮器閥口、主閥口開度一定，輸出P2穩(wěn)定。當(dāng)下游負(fù)載增大P2降低時，平衡被破壞，指揮器閥口、主閥口開度增大，流量增大，P2升高到設(shè)定值，調(diào)壓器又處于平衡狀態(tài)；當(dāng)下游

壓力P2升高時，其調(diào)壓過程與之相反。

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