浅谈调压器的选择

浅谈调压器的选择

彭曦

重庆燃气设计研究院有限责任公司重庆市400020

摘要：随着经济的快速发展，我国化工行业发展也十分快速。调压站在燃气输配系统中的主要作用是调节和稳定系统压力，并控制燃气流量，防止调压器后设备被磨损和堵塞。保护系统，通常是由调压器，过滤器，安全装置组成。调压器是连接天然气输配管网、城市燃气管网的核心设备。说明了调压器设计方面的重要作用。

关键词：调压站；调压器；燃气输配系统

引言

随着人们生活水平的提高，天然气从接收站输送到输配管网，再从输配管网输送到城市燃气管网均需要调压，天然气调压器是连接天然气输配管网、城市燃气管网的核心设备，分析调压器的性能有其独特性。对于提高调压器运行可靠度，保障天然气站场具有现实作用。

1调压器影响因素

1.1出口压力对调压器的影响

当出口压力设置过低时，气体在阀芯与阀座闭合处的差压增大，当气体中含有杂质时会加速冲刷阀芯和阀座，降低阀芯和阀座密封性。当出口压力设定过高时，根据调压器的自立调压原理，皮膜F3向上运动，皮膜F4向右运动，阀芯与阀座闭合，此时上游会产生一个憋压，下游压力下降后，又会引起皮膜F3向下运动，皮膜F4向左运动，直到调压器的各个皮膜上的力达到平衡。在平衡过程中，阀芯来回运动，人为地增加了气体不规则冲刷阀芯和阀座动作次数，加重了对阀座和阀芯的伤害。这种现象在经常间断性供气情况下较为明显，当上下游压差不大的情况下，如天然气分输站调压阀上游压力为6.2MPa，下游压力为3.5MPa时，打开供气阀，气流平稳，气体流动声音平缓，即在天然气分输站调压器正常调压范围内可以保证气流平缓供应；上下游压力过大时，如天然气调压阀上游压力为6.2MPa，下游调压阀压力为1.2MPa时，打开供气阀，气体流动声音很大，同时下游管道阀门发生轻微抖动，这是由于气体高速流过障碍物（阀芯）时产生气体分界层，在阀芯后出现大量的漩涡，激烈碰撞管道和下游阀门产生的现象。长期的间断性供气，且上下游压差过大，会造成阀门阀芯关闭不严，调压精度下降，甚至会出现安全事故。因此保证上下游压差在合理范围内是维护调压器正常工作的基本要求之一。

1.2节流效应的影响

天然气经过节流降压后产生的降温现象即节流效应，也称焦耳—汤姆逊效应，气体在绝热过程中发生的温度变化用焦耳—汤姆逊系数来表示，其物理意义为单位压力下降的温度变化值。天然气一般经过高压天然气管网（压力一般在5-10MPa）经过天然气分输站调压后（一般调压后的数值在3-4.0MPa）送往城市门站，城市门站经过再次调压后（城市燃气次中压管道A：0.005MPa＜P≤0.2MPa；城市燃气中压管道B：0.2MPa＜P≤0.4MPa）送往城市居民用户。不管是天然气分输站的高中压调压，还是城市门站的中低压调压，调压过程中均会出现一定程度的温降。在天然气降温过程中是否会结冰或产生水化物进而影响管输与天然气中含水量有关，即在该压力与温度条件下是否有冷凝水或游离水存在，即天然气调压降温后的温度是否低于管输天然气在该压力下的水露点。

2调压站设计

2.1调节元件的计算

气流通过阀口时，压力损失是由摩擦阻力和在通过阀口时气流不断改变流动方向造成的。在通过阀口时如压降不大，燃气密度的变化可忽略不计，则在计算时可看作不可压缩流体。这时压降完全取决于节流的水力阻力，而在紊流情况下，开启着的结构相同的阀口，其阻力系数值是定值。如压降相当大时，则应考虑燃气密度的变化。当压力降低时燃气的体积增大，因此在通过阀口时要损失附加的能量。在压力变化的同时燃气的温度也要改变，这就引起气流与其周围壁面之间的热交换。所以在燃气流经阀口是一个复杂的物理过程，因而在计算通过阀口的流量时应以简化的物理模型为出发点。燃气流经阀口的实际情况与孔口出流相比，虽然不完全相同，但可在计算公式中引入经验系数予以补偿。该系数可根据理论推导近似的求出，并可考虑到燃气膨胀的因素。实际上当Δｐｐ1≤0.08时，忽略燃气的压缩性，误差不大于2.5％。当Δｐｐ1＞0.08时，则应考虑燃气的压缩性。对于可压缩流体的计算：在计算阀口的流量时，应考虑燃气密度的变化和对理想气体定律的偏离。此时应利用这一现象的近似物理模型，可将燃气经过阀口的流动看做孔口出流绝热流动，则流量

2.2调压器的型号

ＲＴＪ－ＧＫ系列高压燃气调压器主要用于天然气、液化石油气、沼气等城镇燃气输配高中低压管网的压力调节。具有体积小、流量大、性能精确、运行稳定、安全可靠、经济实用等特点。可用于高层建筑、旅馆及小区域调压站等。也可根据不同的压力用于工矿企业、锅炉、工业窑炉、城市门站等供热供气系统。根据需要组装成计量式调压柜、调压站。该调压器还可配置成单路旁通（1＋1）、双路加旁通（2＋1）柜式调压系统。

结语

在天然气站场，可根据当地温度条件和调压器工作条件，计算出调压器调压过程中可能出现的最大节流系数，以此判断可能出现的最大温度降，从而确定是否需要在天然气站场加设加热炉等加热设备以防止水化物的出现。

参考文献：

[1]施林圆，马剑林.LNG液化流程及管道输送工艺综述［J］.天然气与石油，2010，28（5）：37-40.

[2]钱伯章，朱建芳.世界液化天然气的现状及展望［J］.天然气与石油，2008，26（4）：34-38.