天然气调压器(四种监控主调方式)
天然气调压器讲解
调压器选型
• 在调压器选型计算时，最小入口压力和最 大流量是非常重要的因素。即使在入口压 力较低或最低时，调压器也一定要能够通 过必须的流量。通常，如果有几种阀体尺 寸可满足流量要求，那么选择最小直径的 阀芯。这样可以提高出口压力的稳定性， 并减少关闭时的故障。
•设计紧凑 •维护方便 •顶部嵌入结构 •响应速度快 •调节比高 •调压精度高 •运行成本低 •应用范围广
• 为什么需要调压器
- 理想的天然气供应系统将气体从井口输送到最终用户不需要调压器； - 这样的理想供应系统得以维持的条件是用户需求恒定，矿井的供给能力恒定，同时 两者之间是一致的； - 这样的系统实际上不可能存在，为此，相应的装置-调压器-应运而生。
• 调压器的功用
调压器最大的功用是保持天然气在使用时有稳定的压力，从而保证天然气用具得到稳 定的燃空比（天然气与空气的配合比例）；天然气供应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、经济和高效利用的适当水平上。
亚临界条件(P1<2P2):
KG
Q
9.48 P2 P1 P2
超临界条件(P1≥2P2):
KG Q 4.74 P1
Cg
Q
4.982 P1 sin106.78
P1 P2 P1
Q Cg
4.982 P1
典型调压器产品
典型调压器产品
由膜片和弹簧控制，适用 于经过滤净化的非腐蚀性气体， 包括天然气、人工煤气、液化 石油气等。
调压器基本原理
调压器的功用是当入口气体压力和流过的气体流量发生变化时，保持出口 压力的稳定。
燃气调压装置使用说明书
西气东输-平舞漯地方支线工程燃气调压装置使用说明书尊敬的用户：感谢您选用费希尔久安燃气调压装置，为保证燃气调压装置安全工作和设备正常供气，安装操作前请仔细阅读本说明书以及各单体设备使用说明书的有关内容。
说明书应妥善保存，以备查询。
费希尔久安输配设备（成都）有限公司Fisher Jeon Gas Equipment (Chengdu) Co.,Ltd目录1概述 (3)2主要参数 (4)2.1各站主要参数 (4)2.2型号说明 (5)3燃气调压装置的安装程序 (6)4燃气调压装置的运行与调试 (7)4.1空气置换 (7)4.2运行前的准备及注意事项 (8)4.3气密性试验 (9)4.4调试运行程序 (10)4.5调压器参数设定 (12)4.6工作管路与备用管路的人工切换方法 (14)4.7停机的操作程序 (15)5常见故障分析与排除 (16)6燃气调压装置的维修保养 (18)6.1检修周期及维修程序 (19)6.2维护保养中的注意事项 (21)7尺寸，重量及吊装 (22)7.1设备尺寸及重量 (22)7.2设备吊装 (22)8售后服务 (23)1概述（燃气调压装置是在城镇燃气输配系统中，专为城市门站、分输站、储配站、燃气轮机、燃气锅炉、燃气发电厂或其他大型专用用户设计的成套调压设备。
通常具有接收气源来气、燃气净化、燃气调压、气量分配、计量、安全保护等功能；采用整体橇装形式，所有功能模块集成于一个或多个撬座上。
根据工程条件和系统需要，还可增设消音设备、加热设备、监控及数据采集设备、加臭装置、清管设备等功能模块。
具有安全性好、可靠性高、经济性能良好、占地面积小、内部结构优化合理、安装调试简单、测试维修方便等特点。
本燃气调压装置按照我国现行国家标准GB50028《城镇燃气设计规范》及我公司企业标准Q/76227017-0.1-2006《撬装式城镇燃气调压装置》执行。
）本说明书主要介绍燃气调压装置的主要参数、结构特点、主要设备、安装运行调试方法、故障处理、维修保养等内容。
燃气调压器工作原理
燃气调压器工作原理燃气调压器是一种用于调节燃气压力的装置，常用于燃气供应系统中，确保燃气压力稳定并满足使用设备的需求。
本文将详细介绍燃气调压器的工作原理。
一、燃气调压器的组成部份燃气调压器主要由以下几个部份组成：1. 主体：燃气调压器的主体通常由铸铁、钢板或者铝合金制成，具有强度高、耐腐蚀性好的特点。
2. 进气口：燃气调压器的进气口连接燃气管道，将高压燃气引入调压器。
3. 出气口：燃气调压器的出气口连接燃气使用设备，将调整后的低压燃气输出。
4. 调压装置：燃气调压器的核心部份，用于调节燃气压力。
常见的调压装置有弹簧式调压器和膜片式调压器。
5. 压力表：用于测量燃气进出口的压力，以监控燃气调压器的工作状态。
6. 安全阀：在燃气压力超过设定值时，自动释放过压燃气，保证系统的安全运行。
二、燃气调压器的工作原理燃气调压器的工作原理基于物理原理和机械结构，主要包括以下几个步骤：1. 进气调压：当高压燃气进入燃气调压器的进气口时，进气口与调压装置之间的通道会收缩，形成瓶颈。
燃气通过瓶颈时，速度增加，压力降低。
2. 压力调节：燃气进入调压装置后，根据调压装置的工作原理，压力会被调节到设定的数值。
弹簧式调压器通过调整弹簧的紧度来控制压力，膜片式调压器则通过调整膜片的变形来实现。
3. 出气稳定：经过调压装置调节后的低压燃气，通过出气口输出给燃气使用设备。
由于调压装置的作用，燃气压力保持稳定，满足设备的需求。
4. 压力监控：燃气调压器通常配备压力表，用于测量燃气进出口的压力。
通过监控压力表的读数，可以及时了解燃气调压器的工作状态，如压力是否正常、是否需要维护等。
5. 安全保护：燃气调压器还配备安全阀，用于在燃气压力超过设定值时，自动释放过压燃气。
这样可以保证系统的安全运行，防止燃气管道或者设备因压力过高而受损。
三、燃气调压器的应用领域燃气调压器广泛应用于各种燃气供应系统中，主要包括以下几个领域：1. 家庭燃气供应：燃气调压器常用于家庭燃气供应系统中，确保燃气压力稳定，满足家庭用燃气设备的需求，如燃气灶具、热水器等。
燃气输配系统压力调节
调压器工作原理图
3
F—薄膜表面积在其固定端的投影面积。
2、重块作用于薄膜上 的力
重块的重量，以符 号Wg表示。
3、薄膜的平衡条件
N = Wg
调压器工作原理图
4
4、调压器的工作过程 ① 出口处的用气量增加或入口处压力降低时， 燃气出口压力降低，造成N<Wg，失去平衡。薄膜下降，使阀 N<Wg 门开大，燃气流量增加，使压力恢复平衡状态。
ς
C值越大，表明相同条件下调压器的通过能力越大。 C与流通断面和阻力系数有关，已知C可求出阻力系数； 已知阻力系数也可求出C值。
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（2）对于可压缩流体的计算
把燃气经过阀门的流动类似于渐缩喷管，计算时根据调压器 前后压力比分为两种情况。
①亚临界状态，即：
P2 P2 f =ν c P1 P1 c
单座阀
8
9
1、单座阀的特点 （1）关闭严密 （2）阀门受力不平衡
2、双座阀的特点 （1）受力平衡 （2）关闭不严密
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二、调节机构（调压器）通过能力的计算 调节机构（调压器）
1、影响调压器通过能力的因素 取决于调压器前后压力降、调压器的阻力系数以及气体的性质。
Q c
b
临界压力比：
Qmax
P2 2 vc = = P 1 c k + 1
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P2 P2 ≤ =ν c ②临界状态，即： P1 P1 c
∆P ( )c P1 ρ 0 T1 Z1
最大通过能力计算公式：
Q 0 = 5260Cε c P1
式中：
∆P P2 P = 1- P 1 c 1 P2 P 1
燃气输配系统压力调节
1
第一节 燃气调压器工作原理
一、调压器的作用
调压器（pressure regulators）主要功能： 将输气管网的压力调节到下一级管网或用户所需要 的压力 将调节后的压力保持稳定。 设置位置 气源厂、燃气压送站、分配站、储罐站、输配管网 和用户处 在燃气输配系统中，是降压设备。
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１、阀门
进出口——检修调压器、过滤器以及停用调压器时切 断气源 距调压室10m以外进出口管道应设置切断阀门
常开 当调压室发生事故或大修时，不必接近调压室即可 切断气源，防止事故蔓延。
旁通
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２、过滤器
目的：消除燃气中的固体悬浮物 位置：调压器入口 种类：
重力式分离器（一般只能分离粒径大于20~30μm） 离心式旋风分离器（分离粒径可至10μm）
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根据作用在薄膜的给定压力部件，直接作用式调压器可分为三 种形式：重块式、弹簧式和压力作用式。 ①重块式 出口压力难以调节，一般用于出口为低压的配气系统。 ②弹簧式 用弹簧代替重块，调节弹簧调节螺栓即可增加或缩小给定压 力值，可调进出口压力范围较大。 以上两种调压器都不适用于高的出口压力 ③压力作用式调压器 给定压力由薄膜上方小室内的压力确定，可以使用于较高的出 口压力。 20
气体管道过滤器
填料：马鬃、长玻璃丝、金属丝网等 过滤器前后应设置压差计，根据测得的压 力降判断过滤器的堵塞情况
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在长距离的天然气输气起点站、中间站、分气站和门站，应选 用重力式及旋风分离器。允许压降较大时，可选用旋风式；允 许压降较小时，可选用重力式。
调压器压力设定
调压器压⼒设定调压⽀路压⼒设定调压器压⼒设定主路紧急切断阀监控调压器⼯作调压器0.50Mpa0.45Mpa 0.40Mpa副路紧急切断阀监控调压器⼯作调压器0.55Mpa0.45Mpa0.36Mpa1、⼯作调压器出⼝压⼒设定：关闭调压撬进出⼝阀，旋紧切断阀、监控调压阀的压⼒设定调节螺栓，松开⼯作调压阀的指挥调节螺栓，打开安全切断阀并放散调压撬内天然⽓。
设定压⼒时以⼯作调压阀下游的压⼒表为准，缓慢打开调压撬⼊⼝阀门2、安全切断压⼒设定：a打开⼯作调压阀后的放空阀，保持微量⽓体持续放空。
b顺时针缓慢旋转监控调压指挥器的我调节螺栓，观察调压阀出⼝压⼒⽰值持续升⾼，式调压阀出⼝压⼒达到安全切断阀压⼒设定c逆时针缓慢松开切断阀的切断压⼒调节螺栓，直⾄安全切断阀切断为⽌，此时的出⼝压⼒即为安全切断阀出⼝压⼒达到安全切断设定压⼒。
d关闭调压撬进⼝阀门，当⼯作调压阀出⼝压⼒放空到微正压时，打开切断阀。
开调压撬进⼝阀，观察切断阀动作压⼒是否与设定压⼒⼀致（⾄少验证2到3次），如不⼀致，则继续a~d步骤调节。
锁定切断阀的调节螺栓。
3、监控调压器压⼒设定（1）逆时针松开监控调压阀指挥器调节螺栓，使压⼒降⾄监控调压阀设定压⼒以下。
（2）顺时针缓慢旋紧指挥器调节螺栓，直⾄⼯作调压阀出⼝鸭留升⾄监控调压阀设定压⼒为⽌如上图所⽰通常主路出⼝压⼒⼤于副路出⼝压⼒主路切断压⼒⼤于副路切断压⼒以保证超压切断及⾃动切换，当调压器出现故障超压供⽓时，切断阀及时切断。
使有故障的⽀路停⽌供⽓，并⾃动切换到另⼀⽀路继续供⽓，保证供⽓的不间断。
它的关键在于⾃动切换。
它是靠两条⽀路中的调压器出⼝设定压⼒不同和两个切断阀切断压⼒不同来实现的。
即常⽤⽀路调压器出⼝压⼒略⾼于备⽤⽀路调压器出⼝压⼒．常⽤⽀路切断阀切断压⼒略低于备⽤⽀路切断阀切断压⼒。
正常供⽓时常⽤⽀路⼯作，备⽤⽀路处于准⼯作状态(进⼝阀门和出⼝阀门处于开启状态，切断阀处于开启状态，调压器处于关闭状态)。
天然气调压器
市场需求与发展趋势
市场需求
随着天然气应用的不断扩大和管道建设的不断完善，天然气调压器的市场需求持续增长。特别是在城市燃气、工 业用气和发电等领域，对天然气调压器的需求尤为突出。
发展趋势
未来，天然气调压器将朝着智能化、高精度、高可靠性和节能环保等方向发展。一方面，随着物联网、大数据等 技术的应用，天然气调压器将实现远程监控、故障诊断和预测性维护等智能化功能；另一方面，为满足日益严格 的环保要求，天然气调压器将采用更环保的材料和制造工艺，降低能耗和减少排放。
天然气调压器的额定流量是指在规定条件下，调压器能够正常工作的最大气体流 量。该参数对于确保调压器的正常工作及满足用户需求具有重要意义。
压力范围
天然气调压器的压力范围是指调压器能够正常工作的进口压力和出口压力范围。 不同的调压器具有不同的压力范围，用户需要根据实际需求选择合适的调压器。
调压精度与稳定性
天然气调压器
汇报人：XX
目录
• 天然气调压器概述 • 天然气调压器工作原理 • 天然气调压器的性能参数 • 天然气调压器的选型与安装 • 天然气调压器的维护与保养 • 天然气调压器在应用领域中的案例分析
01
天然气调压器概述
定义与功能
定义
天然气调压器是一种用于控制和调节天然气管道中压力的设备，通过改变管道 截面积或调节阀门开度来实现对天然气压力的精确控制。
调节机构
由弹簧、膜片、阀芯等部 件组成，根据出口压力变 化自动调节阀芯开度，以 维持出口压力稳定。
指挥器
感知下游压力变化并传递 给调节机构，实现快速响 应和精确调节。
工作原理详解
当下游用气量增加时，出口压力降低， 指挥器感知到这一变化并将信号传递给 调节机构。
天然气场站的调压方法研究
㊀２０２１年㊀第２期Ｐｉｐｅｌｉｎｅ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ２０２１㊀Ｎｏ ２㊀收稿日期：２０２０－１２－１８天然气场站的调压方法研究李㊀宁（国家管网集团天津天然气管道有限责任公司，天津㊀３００４５０）㊀㊀摘要：为研究目前常用天然气调压器的优缺点和选用原则，分析了直接作用式调压器和间接作用式调压器的结构特点，总结了国内天然气场站常用的一种调压系统的结构和功能，并选取某天然气样本参数，对调压过程中的热值变化做了计算，最后预测智能化㊁多功能天然气调压器是发展方向㊂关键词：天然气；调压方法；调压器中图分类号：ＴＥ８㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００４－９６１４（２０２１）０２－００４２－０５ＰｒｅｓｓｕｒｅＲｅｇｕｌａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＮａｔｕｒａｌＧａｓＳｔａｔｉｏｎＬＩＮｉｎｇ（ＰｉｐｅＣｈｉｎａＴｉａｎｊｉｎＧａｓＰｉｐｅｌｉｎｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４５０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｎａｔｕｒａｌｇａｓｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｇｕｌａｔｏｒｓｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｉｒｅｃｔａｃｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｏｒａｎｄｉｎｄｉｒｅｃｔａｃｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｏｒｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆａｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｎａｔｕｒａｌｇａｓｓｔａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｔａｋｉｎｇａｎａｔｕｒａｌｇａｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｓａｓａｍｐｌｅ，ｔｈｅｃａｌｏｒｉｆｉｃｖａｌｕｅｃｈａｎｇｅｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔｉｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｔｈａｔｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｎｄｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｎａｔｕｒａｌｇａｓｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｇｕｌａｔｏｒｉｓｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉ⁃ｒｅｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｔｕｒａｌｇａｓ；ｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ；ｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｏｒ０㊀引言相对于其他化石类能源，天然气具有多方面优点㊂陆地长距离天然气输送多采用大口径㊁高压力管道方式［１］㊂在天然气场站，为安全有效进行天然气交接，须保证天然气压力平稳㊁安全纯净㊂调压器作为场站天然气压力控制㊁紧急切断的关键装置，作用十分重要㊂目前，国内关于天然气调压器的理论分析及设计研究不深入，相关资料较少㊂本文总结了常用的天然气调压器结构，分析了工作原理，并对比了性能㊂１㊀调压器作用由于长输天然气管道大部分设计为高压力㊁大口径㊁大流量，而分输用户的系统中压力较低，所以在向用户交接时需要对天然气做降压处理，使分输的气体压力与用户系统中的压力相匹配［２］㊂有的天然气场站利用球阀节流对天然气进行调压，但球阀节流时，阀芯球面作为节流的主要部件，极易因气流冲刷磨损导致故障㊂调压器是一种能根据上游压力和流量变化，通过调节气流保持出口压力稳定在设定范围的设备［３］㊂调压器利用气体本身的压力差作为工作能源控制气体的通断和节流㊂调压器可以控制下游气体压力，还具有紧急情况下的安全关断功能㊂调压器选用合理能够使天然气场站系统保持安全稳定和经济高效运行［４］㊂天然气调压器根据工作原理分为直接作用式和间接作用式［５］㊂２㊀直接作用式调压器直接作用式调压器由皮膜和阀体等部件组成，通过作用在皮膜上的压力变化，来控制阀门进行调节［６］㊂调压器除调节系统压力，还须控制出口流量㊂下游气量需求较小，调压器阀瓣收缩，开度变小降低流速；下游气量需求增大，阀瓣开度增加，气体流速升高㊂如图１所示，当下游压力的设定值升高或降低，皮㊀㊀㊀㊀㊀第２期李宁：天然气场站的调压方法研究４３㊀㊀膜发出的信号与给定值的差值使传动装置发出位移信号，阀门根据位移信号进行启闭动作㊂图１㊀直接作用式调压器工作原理图直接作用式调压器的调压方程见式（１）：ｐ２＝ＦＡ（１）式中：ｐ２为调压器下游压力，Ｐａ；Ｆ为设定的弹簧力，Ｎ；Ａ为皮膜有效面积，ｍ３㊂由式（１）可知，下游压力与弹簧力成正比，所以可通过调节弹簧力对调压器进行设定㊂直接作用式调压器具有结构简单㊁反应迅速㊁成本较低等优点，但调压精度较低㊁压力控制范围窄㊁流通能力较小，目前多用于城市燃气用户压力调节㊂按照阀体结构不同，直接作用式调压器可分为单皮膜式和双皮膜式㊂２．１㊀单皮膜直接作用式调压器单皮膜直接作用式调压器只有１个主调皮膜，结构如图２所示㊂当用户气量需求增大或上游压力减小，此时皮膜下方受到的力小于上方受到的力，阀瓣下降，阀门开度增加，气体流速增大，下游压力稳定到设定的初始值㊂反之，当用户气量需求降低或上游压力增大，阀门开度减小，流速减小，下游压力稳定㊂图２㊀单皮膜直接作用式调压器结构简图单皮膜直接作用式调压器阀杆受力见式（２）：ｐ０Ａ０＋ｐ１Ａ１＋Ｇ＋Ｆｒ＝ｐｉＡ１＋ｐ１Ａ０（２）式中：ｐ０为皮膜上部空间的空气压力，Ｐａ；Ａ０为皮膜的有效面积，ｍ３；ｐ１为调压器皮膜不受到压力时的关闭压力，Ｐａ；Ａ１为阀口面积，ｍ３；Ｇ为活动组件所受重力，Ｎ；Ｆｒ为活动组件运动产生的摩擦力，Ｎ；ｐｉ为调压器上游的气体压力，Ｐａ㊂２．２㊀双皮膜直接作用式调压器双皮膜直接作用式调压器设有主调皮膜和平衡皮膜，结构如图３所示㊂平衡皮膜能平衡阀口垫片上受到的力，控制下游压力㊂当上游压力升高时，阀口垫片受到的力增加，平衡皮膜受到向上的气体介质压力升高㊂因为平衡皮膜的有效面积与阀口近似相等，皮膜受到的力和阀口垫片上的力相互平衡，上游压力的波动对下游压力没有影响，下游压力保持稳定㊂图３㊀双皮膜直接作用式调压器结构简图主调皮膜主要起监控下游压力的作用㊂当下游压力增大，主调皮膜下方受到的力减小，皮膜下降，使调压器开度增加，过气量升高，下游压力稳定在设定值㊂反之，当下游压力减小，主调皮膜下方受到的力增大，皮膜向上升，使调压器开度降低，过气量下降㊂双皮膜直接作用式调压器使用安全性好，体积小，质量轻［７］㊂双皮膜直接作用式调压器阀杆受力见式（３）：ｐ０Ａ０＋ｐｉＡ１＋Ｇ＋Ｆｒ＋ｐ１Ａ２＝ｐ１Ａ１＋ｐ１Ａ０＋ｐｉＡ２（３）式中：ｐ０为主调皮膜上部空间的空气压力，Ｐａ；Ａ０为主调皮膜的有效面积，ｍ３；ｐｉ为调压器上游的气体压力，Ｐａ；Ａ１为阀口面积，ｍ３；Ｇ为活动组件所受重力，Ｎ；Ｆｒ㊀㊀㊀㊀㊀４４㊀ＰｉｐｅｌｉｎｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｒ ２０２１㊀为活动组件运动产生的摩擦力，Ｎ；ｐ１为调压器皮膜不受到压力时的关闭压力，Ｐａ；Ａ２为平衡皮膜的有效面积，ｍ３㊂３㊀间接作用式调压器间接作用式调压器也称为指挥器控制式调压器，多用于大流量或需要精确控制压力的情况㊂当调压器下游压力升高或降低时，经过指挥器的调节，主调压器皮膜下方受到的力发生变化，同时主调压器开度发生变化，下游压力逐渐恢复直至稳定㊂间接作用式调压器操作简单，压力控制精度高，广泛应用于大型天然气场站［８］㊂间接作用式调压器根据结构不同分为双向控制式和卸载式，按流道不同分为轴流式和曲流式㊂３．１㊀双向控制式调压器和卸载式调压器双向控制式调压器是一种较典型的指挥器控制系统㊂当下游压力发生变化时，调压器皮膜产生位移，气体介质经过指挥器皮膜后进入调压器皮膜后方㊂调压器预先设定一个负载压力，当出口压力下降较小时，在指挥器控制下，负载压力增大，阀芯开始运动，保持出口压力在设定的范围㊂双向控制指挥器调压器下游压力的变化同时对指挥器皮膜和调压器皮膜产生影响，具有阀芯反应灵敏㊁压力控制精度高㊁压力设置范围大㊁流通能力强等优点㊂卸载式间接作用调压器压力控制范围大，流通能力较大，但压力控制精度较低㊂当调压器下游压力下降，下游压力降低将通过指挥器使负载压力减小，从而导致调压器皮膜开启，调压器前㊁后部气体压力逐渐平衡，下游压力升高直至稳定㊂当负载压力下降时，调压器前部的气体通过固定节流器补充负载压力㊂阀瓣的运动由入口压力和负载压力的相对大小决定，当调压器终止调压时，负载压力与入口压力相等，阀门全关㊂３．２㊀轴流式调压器与曲流式调压器３．２．１㊀轴流式调压器轴流式调压器上游高压端流道与下游低压端流道在同一轴线上，气体介质在阀腔内流态稳定，流向均匀㊂与传统的Ｓ型流道结构调压器不同，气体在阀腔内轴向流动，基本没有流动死角，流向变化较小，阀体结构承压性能好㊂相比其他调压器，轴流式调压器可实现低压差㊁大流量调节，具有密封性好㊁流通能力大㊁调压稳定㊁使用寿命长等优点，广泛应用于天然气场站㊁区域调压站和燃气轮机供气系统等㊂常见的轴流式调压器有ＡＦＶ型和ＦＬ型㊂３．２．１．１㊀ＡＦＶ型轴流式调压器ＡＦＶ型轴流式调压器由笼罩㊁阀体㊁Ｏ型环等构成，主要控制元件为柔性筒㊂没有应力作用时，柔性筒包裹在笼罩上，此时阀体处于关闭状态㊂当柔性筒外侧压力降低至低于进口压力，此时进口压力作用于柔性筒内表面使其膨胀离开笼罩，阀体开启㊂通过控制柔性筒外侧的压力可实现控制阀体的开度㊂气体经过节流进入阀腔，提供一个负载压力，通过指挥器的调节，负载压力与皮膜前方受到的压力逐渐平衡㊂皮膜后方压力升高或降低时，通过指挥器的调节，负载压力逐渐与皮膜后方压力相平衡，使调压器下游压力保持在稳定范围㊂通过指挥器可实现调压器出口压力设置㊂当针型阀关闭时，柔性筒外侧压力与调压器进口压力相等，调压器处于关闭状态㊂当针型阀打开时，在节流元件两侧产生压力差，柔性筒随压差增大开始膨胀，针型阀开度越大，套筒膨胀越大㊂节流元件处于最小设定开度时，压差较大，阀体开启较快，此时气体完全充满控制室的时间较长㊂节流元件处于最大设定开度时，作用相反㊂ＡＦＶ型调压器在实际应用中多为两台串联同时使用，一台作为工作调压器，另一台作为备用或监控调压器㊂ＡＦＶ型调压器皮膜较易损坏，不支持在线维修，但具有体积小㊁流通能力大㊁噪声低㊁操作方便等优点㊂３．２．１．２㊀ＦＬ型轴流式调压器ＦＬ型轴流式调压器是双向控制调压器，使用指挥器二级调压降低进口压力不稳定带来的扰动，第一级调压不可调节，主要作用为使进口压力降低保持稳定，实际通过设定第二级调压来设定出口压力㊂进口压力通过指挥器第一级调压后压力相对稳定，经过指挥器第二级调压转换为负载压力，使调压器皮膜一端关闭，皮膜另一端的出口压力与主阀弹簧相平衡㊂ＦＬ型轴流式调压器可在线维修㊁皮膜穿孔仍能继续供气㊁安全性好㊂㊀㊀㊀㊀㊀第２期李宁：天然气场站的调压方法研究４５㊀㊀３．２．２㊀曲流式调压器曲流式调压器反应灵敏度不高㊁阀体厚重㊁动力要求较高㊂受流道结构影响，气体介质在曲流式调压器的流道内多次改变流向，流态不稳定，且阀瓣或阀口的行程随调压器口径的增大而变长㊂４㊀直接作用式调压器与间接作用式调压器的对比通过分析总结，对直接作用式调压器和间接作用式调压器的特点做如下对比，见表１㊂表１㊀两种调压器的对比设备指标直接作用式调压器间接作用式调压器稳压精度等级高低关闭压力等级高低阀系数低高反应速度快慢最大工作压力低高流量调节范围小大出口压力低高㊀㊀由表１可知，直接作用式调压器和间接作用式调压器的各项性能指标不同，在实际生产中，不同环境条件适用的设备类型不同，调压器的选用要充分考虑实际生产对各项指标的具体要求㊂５㊀天然气场站调压系统的设置大型天然气场站对设备精密程度和生产安全性能要求较高，在调压设备的选用上多采用具有压力调节和紧急关断功能的撬装设备㊂ＧＢ５０２５１ ２００３对天然气场站压力控制和安全设施提出了详细的技术要求，国内天然气场站的调压设施都参照ＧＢ５０２５１ ２００３设置㊂工作调压阀㊁监控调压阀和安全切断阀串联组成的调压系统在国内大型天然气场站已得到实际应用［９］㊂工作调压阀采用电动控制，可实现远程操作，具有压力调节和流量控制功能㊂正常情况下监控调压阀全开，在工作调压阀发生故障时监控调压阀自动启动，将气体介质压力调节至正常范围㊂安全切断阀正常情况下全开，压力升高至预先设定的数值时该阀自动关闭，以防止紧急情况的发生㊂监控调压器和紧急切断阀采用自力式调压器，设备压力出现异常时均可自动启动，保障系统的可靠性和安全性［１０］㊂６㊀调压过程中的热力学分析天然气调压过程中会发生热量损失，由于高压气体流经调压器发生节流效应，一般情况下产生冷效应㊂在此利用某天然气样本参数，通过计算对调压过程中的热力学变化进行简要的分析㊂环境温度Ｔ０＝２９３Ｋ，天然气样本定压比热ｃｐ＝２．２２３ｋＪ／（ｋｇ∙Ｋ），调压器进口压力ｐｉ＝７ＭＰａ，出口压力ｐｏ＝２．５ＭＰａ，调压器进口流速ｖｉ＝１ｍ／ｓ［１１］㊂当不考虑宏观动能和位移时，稳流天然气的焓见式（４）：Ｅｘ，ｈ＝（Ｈ－Ｈ０）－Ｔ０（Ｓ－Ｓ０）（４）式中：Ｅｘ，ｈ为焓，ｋＪ；Ｈ为焓，ｋＪ；Ｈ０为环境状态下气体的焓值，ｋＪ；Ｓ为熵，ｋＪ／Ｋ；Ｓ０为环境状态下气体的熵值，ｋＪ／Ｋ㊂对于稳流气体，系统变化可近似为０，平衡方程为Ｅｘ，ｈ，ｉ＝Ｅｘ，ｈ，ｏ＋ＥｘＬ（５）式中：ＥｘＬ为损失，ｋＪ；ｉ表示调压器进口；ｏ表示调压器出口㊂效率为ηｅｘ＝１－ＥｘＬ／Ｅｘ，ｈ，ｉ（６）式中ηｅｘ为效率，％㊂平衡方程为Ｅｘ，ｈ，ｉ，ＴＶ＝Ｅｘ，ｈ，ｏ，ＴＶ＋ＥｘＬ，ＴＶ（７）式中ＴＶ表示调压器㊂由于调压前后气体焓值近似相等，损失为ＥｘＬ，ＴＶ＝Ｅｘ，ｈ，ｉ，ＴＶ－Ｅｘ，ｈ，ｏ，ＴＶ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀＝（Ｈｉ，ＴＶ－Ｈｏ，ＴＶ）－Ｔ０（Ｓｉ，ＴＶ－Ｓｏ，ＴＶ）㊀㊀＝Ｔ０（Ｓｏ，ＴＶ－Ｓｉ，ＴＶ）（８）计算结果如表２所示㊂表２㊀不同调压器入口温度下的计算结果入口温度／Ｋ出口温度／Ｋ熵值／（ｋＪ㊃（ｋｇ∙Ｋ）－１）焓值／（ｋＪ㊃ｋｇ－１）损失／ｋＪ效率／％２８３２６１．２３５．２９５９２９５７．３３１４０．１３３１１７７．５６６８７３０３２８４．５３５．４９９８７１０１２．９４１４４．２５２６９７６．９０６７３７㊀结论天然气场站调压设施的设备性能和工作状态直接影响是否能为用户提供压力稳定㊁安全可靠的天然㊀㊀㊀㊀㊀４６㊀ＰｉｐｅｌｉｎｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｒ ２０２１㊀气，常用的调压器型号较多，设备特点不同㊂在选用调压器时须根据实际气质㊁压力要求㊁工作状态㊁应用环境等条件选择，同时须考虑不同种类调压器工作时介质的热力学变化，不断调试找出设备最合适的设定值，保证调压设施的正常运行㊂通过对常用的调压器进行总结对比，可以预测：未来的天然气场站调压设施将向着更加智能化㊁安全化发展，单一结构的调压器将逐渐被功能更全的调压设备取代；调压设备将向着生产成本更低㊁应用环境更广的方向发展，未来的设备可选范围将增大㊂参考文献：［１］㊀杨鹏博．天然气管道输送与管理［Ｊ］．化学工程与装备，２０１８（４）：６９－７０．［２］㊀王树立，赵会军．输气管道设计与管理［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００４：５８－６９．［３］㊀段常贵．燃气输配［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００１：１５８－１５９．［４］㊀刘瑶，位亚鹏，邢琳琳，等．基于声发射技术的燃气调压器故障诊断［Ｊ］．管道技术与设备，２０１８（６）：２５－２８．［５］㊀郑安涛．燃气调压工艺学［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社，１９９４．［６］㊀国家质量监督检验检疫总局．城镇燃气调压器：ＧＢ２７７９０ ２０１１［Ｓ］．北京：中国标准出版社，２０１２．［７］㊀周粉兰，沈卫东，宋亚东，等．双薄膜直接作用式燃气调压器（箱）的设计［Ｊ］．煤气与热力，２００７，２７（２）：１３－１６．［８］㊀金永功．指挥器控制式调压器的压力遥控［Ｊ］．上海煤气，２００７（３）：１４－１５．［９］㊀尹凌霄，郑萍萍，董伟．天然气调压站调压器失效实例分析［Ｊ］．管道技术与设备，２０１６（１）：５８－６０．［１０］㊀王建国．橇装式调压装置在天然气管道站场的应用［Ｊ］．管道技术与设备，２００９（２）：３８－４０．［１１］㊀ＭＩＳＣＨＮＥＲＪ，ＢＥＳＰＡＬＯＶＶＩ．ＺｕｒＥｎｔｒｏｐｉｅｐｒｏｄｕｋｔｉｏｎｉｍＲａｎｑｕｅ⁃Ｈｉｌｓｃｈ⁃Ｒｏｈｒ［Ｊ］．ＦｏｒｓｃｈｕｎｇＩｍＩｎｇｅｎｉｅｕｒｗｅｓｅｎ，２００２，６７（１）：１－１０．作者简介：李宁（１９８６ ），工程师，主要研究方向为天然气管道运行管理与工程建设㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｎｉｃｋｌｌｅｅ＠１２６．ｃｏｍ（上接第３６页）（１）原油中的杂质和腐蚀性气体是钢质管道产生腐蚀的主要因素，所以对原油的前期处理至关重要，对于进入库站区油罐㊁管道运输或储存的油品，应进行油品化验分析，增加腐蚀性杂质含量等检测项目，尽可能降低腐蚀介质对管道的影响㊂（２）在站内管道工艺流程中要尽量减少和避免管内原油长期静置㊁不流动㊂定期活动静置管道，保证其与相同工艺管道的运行频率一致，至少每个月都有足够的运行时间，避免管内沉积物和沉积水的产生㊂（３）在生产运行中，加强对管线的检测，完成年度检查各项检测项目，定期完成对高风险段的检测，确保管线正常运行㊂４ 结论某输油站内原油管道的腐蚀失效主要原因为静置管道在原油沉积水环境下造成的电化学腐蚀㊂针对该类腐蚀行为，运行单位需要定期检查，提高相关管道运行频率，避免管内原油长期静置，还要加强对管输原油的腐蚀性介质成分及含量进行前期化验检测，从腐蚀源头减小腐蚀发生的可能性㊂参考文献：［１］㊀杨涛，寇子健．国内油气管道腐蚀检测技术研究进展［Ｊ］．当代化工研究，２０２０（１４）：１５８－１６０．［２］㊀艾志久，范钰玮，赵乾坤．Ｈ２Ｓ对油气管材的腐蚀及防护研究综述［Ｊ］．表面技术，２０１５，４４（９）：１０８－１１５．［３］㊀胡丽华，常炜，余晓毅，等．ＣＯ２分压对碳钢海底管道ＣＯ２／Ｈ２Ｓ腐蚀的影响［Ｊ］．表面技术，２０１６，４５（５）：５６－６１．［４］㊀王金刚，李新义，高英．长输管线氯离子腐蚀行为研究［Ｊ］．石油机械，２０１４，４２（６）：１１３－１１８．［５］㊀孔韦海，艾志斌，胡盼，等．Ｌ３２０原油输送管道静置段的腐蚀机理［Ｊ］．腐蚀与防护，２０１９，４０（７）：５０２－５０６．［６］㊀黄贤滨，倪广地，张艳玲，等．原油输送管道内腐蚀现状及最新研究进展［Ｊ］．材料保护，２０１７，５０（１０）：７０－７２；８１．作者简介：刘保余（１９６９ ），教授级高级工程师，博士，研究方向为油气储运设备设施检验检测㊂。
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2.1.2指挥器式调压器
优点：1、精度高。调压精度<1%。 2、流量、压力范围较宽。
缺点： 价格昂贵。
指挥器式调压器分类
按照流体在主阀内流动方式分类：1、轴流式；2、曲流式。 按照指挥器对主阀的控制分为：1、负载型；2、卸载型。
卸载式和负载式
卸载式调压器(单向控制)特点： 1、响应速度慢。 2、取压管路少。 3、压差高。
负载式调压器(双向控制)特点： 1、响应速度快。 2、压差低。
综上所述：调压器的种类很多，不同的调压设备应合理选用 调压器，例如：
1、CNG调压设备中，高压段入口压力通常在20mpa左右，一 级减压调压器就不能选择轴流卸载式调压器。
该系列产品还包括： 1、BFL：带切断保护调压器。
2、MFL带有监控功能。 （即两个完全相同的FL调压器串联） 极少使用，通常使用两个FL调压器 通过中间直管路（无需变径）串联 代替。
3、FL-BP、BFL-BP、 MFL-BP为FL系列的低压版本。
FL调压器主要技术参数：
2.2.1FL调压器指挥器类型
FL调压器常用的指挥器有两类： 1、PS/79(压差较高)、PS/79-
1、PS/79-2（压差较低）：
该指挥器自带有过滤和稳压 装置。（除PSO79和PSO80）
2、PRX型指挥器
PRX指挥器用于出口压力高于 40bar的管路。 PRX指挥器与PS类指挥器相比， 缺少了稳压部分，因此当FL调 压器配PRX指挥器时，需要在上 游加装SA/2稳压器。 注：需要指出的是，艾默生旗下的 PRX指挥器（包括PS系列），内 部带有过滤器，但是有些厂家 的PRX类指挥器内部不加装过滤 器，订货时需要注意。
2、对于调压精度要求较高的调压设备，不能选用直接作用 式调压器；流量大，不稳定且杂质含量较高的流体不能选 用曲流式调压器。
3、类似于门站调压系统的减压设备，流量大、压差低、调 压精度较高则应该选用轴流式卸载调压器。
4、对于锅炉等设备不能使用指挥器式调压器。
2.2FL调压器简介
FL调压器为轴流式负载调压 器。经常用于门站等流量 大，精度高的大型减压设 备中（调压稳压精度可达 到<1%）。
并联串联监控方式：适合于对供气要求较高的大较高，压力要 求相对稳定的用户。适用范围广泛。
二、调压器分类及FL调压器的介绍
需要注意：调压器分为自力式与外力式。
1、自力式调压器：通过自身内部的力，如弹簧力、管道压力 等调节皮膜移动，从而起到调压作用。
2、FL、BFL与MFL取压点的位置
FL调压器上下游均需取压，取压点如前图所示,上游 取压为一路，通向指挥器；下游取压为两路，分别通向指 挥器与阀体主调压膜（其中通向指挥器的管路可分出一只 作为下游排放信号管）。需要注意的是，为了获取一个较 稳定的压力值：
1、下游取压点距离调压器出口距离最好大于4倍的直管路 管径且越远越好（不包括阀体、变径、弯头等）。 2、调压器下游直管路长度应该稍长最好大于6倍管径。 3、取压管管径应为10mm（以前常用8mm管）。
主阀结构：
2.2.3FL调压器的安装、拆卸、调试与维护
安装：
1、注意事项：
A:确认调压器铭牌所示参数是否与实际工况相符。 B:检查调压器流向标示是否与气流方向一致。 C:如果设备在室外使用，推荐采取保护措施，避免环境因素
影响，如冰、雪、雨水等。 D:需要注意（参考上图）：
1、FL调压器下游取压点距调压器的距离>4d。 2、调压器下游直管路长度应>6d。（d为下游直管路管径， 距离越远取压越稳定。） 3、取压管应选用直径为10mm的不锈钢管。 4、FL调压器自带一衬块，安装于调压器法兰面与下游直 管 路法兰面之间。 注：无论哪一种调压器，其下游取压点距调压器的距离>4d。
2、外力式调压器：是在外部通过电力、气动等对主阀皮膜施 加一个外力，起到调压作用。
目前燃气行业所使用的调压器多为自力式调压器。
2.1直接作用与指挥器式调压器的原理
直接作用式调压器：指只依靠敏感元件（薄膜）所感受的出口 压力变化来对阀门进行移动和调节。敏感元件就是传动装置的 受力元件，使调节阀门移动的能源是被调介质。 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 的出口压力的变化，来移动阀门和进行调节。使阀门移动和调 节的能量，是被调燃气的压力。
一、门站工艺方案分析
1、一开一备并联监控方式：
一般选用两台型号完全相同的调压器
并联，一台为主路工作调压器，一台为备用
路的监控调压器，工作调压器的设定压力 为P2，监控调压器的设定压力P3略低于工 作压力。例如：P2=5000Pa，P3=4800Pa。 当工作调压器工作的时候，下游压力高于 监控调压器的启动压力，所以监控调压器 处于全闭状态。
当工作调压器发生故障使出口压力升高，主路的 紧急切断阀动作，切断气路。由于下游用户用气 的影响，下游压力下降到监控调压器的驱动压力， 监控调压器打开开始工作，出口压力略低于原出 口压力。
当工作调压器故障，出口压力降低，达到监控调 压器的启动压力，监控调压器启动参与调压，出 口压力低于原出口压力。
优点：工艺简单，目前普遍运用。
缺点：1、备用路的出口压力低于正常出口 压力。2、备用路的切断压力要高于工作路 的切断压力很多，否则在工作路切断的时 候，备用路也将被切断。3、虽然工作路备 用路的切断压力有差别，但是在下游压力 升高幅度很大的情况下，备用路仍然有可 能同时被切断，造成停气。
2、串联监控方式：
串联监控有两种方式，一种是监控调压器 置于主工作调压器之前，一种是置于工作 调压器之后。切断阀设在两个调压器的上 游。两种工艺工作原理基本相同，一般习 惯用第一种方式，如图所示。
缺点：1、虽然远程监测装置可及时监测到管路 中压力的变化，及时的安排人员进行维修，但检 修必须停气，所以选择在用气低峰的时候进行(例 如晚上)。对于要求24小时不间断供气的重要单位 或工业用户，该系统显然不适合。2、当工作调 压器故障致使出口压力降低(例如堵塞)，无法保 证不间断供气。
3、串并联监控方式：
存在问题：结构复杂，调试过程复杂，造 价相对较高。
4、带止回阀并联监控方式:
此种设计与并联监控方式基本相同，但在每路 的调压器下游各加装一个止回阀。切断阀的取 样点在调压器的下游、止回阀的上游。工作调 压器的设定压力高于备用调压器设定。切断压 力可以相同。
止回阀的作用就是在工作调压器发生故障，调 压器的出口压力升高，工作路进行超压切断之 前，下游的高压气体由于止回阀的阻挡作用， 无法到达备用路的切断阀取压点的位置，备用 路就不会因此而产生切断。
1、当运行路工作调压器发生故障，出口压力升高，运行 路监控调压器开始工作。如果监控调压器也发生故障导致 下游压力升高，运行路切断阀关闭。而此时备用路切断压 力设定为值略高于工作路监控阀设定值，切断阀仍处于全 开状态。同时备用路工作调压器处于关闭状态，由于下游 继续供气，当下游压力下降至备用路工作压力以下时，备 用路工作调压器启动，开始工作调压。如果备用路的工作 调压器也不能正常调压导致压力升高，备用路监控调压器 开始工作。从而保证不间断供气。
总结
综上所述，四种调压系统都可以保证不间断供气，但是各 有不同的优缺点。选择哪种调压系统要结合自身条件和具 体情况而定。
并联监控方式：适合于对压力精度要求不高的小型用户， 检修的时候不停气。例如：居民用户，对热值要求不高的 工业用户。
串联监控方式：适合于对压力精度要求不高的小型用户， 检修的时候可以停气。例如：对供气要求不高的工业用户。
2.2.2FL调压器工作原理
上图所示为FL调压器，调压器的出口压力由PS/79指 挥器设定。当调压器下游需求增大时，出口压力P2有下降 的趋势，此时，P2通过图中所示感应压力信号管进入PS79 指挥器中皮膜（12）的下方，皮膜（12）感应到P2的下降， 被弹簧（11）向下推动，使阀口（13）开度增大，更多的 高压气体通过指挥器加载在调压器主皮膜（5）右侧，负 载压力增加，推动主皮膜（5）并带动阀筒（3）一起向左 运动，使阀筒（3）与阀座（7）之间开度增大，更多的P1 通过调压器阀门流向下游，从而P2增加，维持下游压力稳 定。当下游需求减小时，原理与上述相反。
2.1.1直接作用式调压器
优点：1、结构简单价格便宜。 2、调压响应速度很快。 3、广泛应用于出口压力 在0.069bar以下的情况。
缺点：1、压力、阀体尺寸和流 通能力受到限制。
2、调压精度低。 精度在10%—20%间。
在有些设备上只能使用直接作用式调压 器，如锅炉设备，需要调压速度极快，指 挥器式调压器，即使双向控制都无法满足 其对调压速度的要求。
指挥器式调压器：又称为间接作用式调压器。当出口压力变化 时，操纵机构（指挥器）动作，接通能源（或给出信号），使 调节阀门移动。它的敏感元件（即感应出口压力的元件）和传 动装置（即受力动作并进行调节的元件）是分开的。 通俗讲，间接作用式调压器就是多了一个指挥器部分。指挥 器与调压器结果相似，也由阀门、皮膜、弹簧等组成。指挥器 的作用是放大出口压力P2升高或降低的信号，从而加快调压器 的动作，提高调压器的精度和灵敏度。
轴
曲
流
流
式
式
轴流负载式 （管式阀芯）
曲流卸载式（筒式阀芯）
轴流卸载式弹性元件型调压器
轴流式和曲流式特点比较：
曲流式特点：1、整体质量比轴流式轻，易于安装拆卸。 2、可用于压差较高的管路。 3、对流体纯净程度有较严格的要求。 4、安装方式为水平安装。 5、如果皮膜或其他元件损坏，需整体拆卸。
轴流式特点：1、流通能力大(流量大)。 2、对流体纯净程度要求较曲流式低。 3、无法用于高压管路，一般最大入口压力<10mpa。 4、安装方式较随意，竖直、水平皆可。 5、如果内部元件损坏，无需整体拆装，方便更换。