城市燃氣某區調壓站的設計與選型探討

摘 要：本文論述了城市燃氣在進入管網前的調壓、穩定、凈化、計量等的設計，以及設備的選型和工作原理。

關鍵詞：跳壓站 門站 管網 閥門

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

天然氣要產生經濟效益，從氣田采出后經輸氣主管道輸送分配到用戶區域，在進入用戶前對來自主管道的天然氣要進行壓力調節，這個任務是由調壓站來完成的，因此，調壓站是城市燃氣輸配系統中調節和穩定輸氣壓力提供合格燃氣的重要設施，其主要任務是：按用戶用氣要求規劃設計，將輸氣管網的壓力調接到下一級管網或用戶所需的壓力；當輸氣量發生變化時，使調節后的輸氣壓力穩定在用戶所要求的壓力之范圍內。

1 調壓站的分類

1.1 調壓器按使用性質

（1）門站。

城市門站是長輸管線向城市管網供氣前的多功能分配站，接收由氣田經長輸管線來的燃氣，有凈化、調壓、穩壓、降壓、計量、加臭等功能。經門站處理后將合格的燃氣送入城市管網。

（2）區域調壓站。

區域調壓站通常設置在輸配管網上，用于某一區域用戶供氣，用于連接兩個不同壓力的管網。

（3）用戶調壓箱。

用戶調壓箱通常與中壓管網或低壓管網的管線相連直接供應居民用戶用氣。

（4）專用調壓站。

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

1.2 按調節壓力分類

（1）高高壓調壓站。

一般可用于連接在天然氣遠離輸送干管，或連接在城市高壓外圍環管上。

（2）高中壓調壓站。

一般可用于連接城市高、中壓兩級管網。

（3）中中壓調壓站。

一般作為專用調壓站，出口壓力由用氣設備和用戶的要求設定的。

（4）高低壓、中低壓調壓站。

主要用在城市高壓或中壓管網向低壓管網分配燃氣使用。

（5）低低壓調壓站。

多用于中小城鎮的單級管網系統或直接用戶的供應。

2 調壓站的布置

2.1 調壓站的布置原則

（1）采用水封閥做安全裝置。

（2）調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）調壓室內必須設旁通管，其管徑比調壓器管徑小2～3號。

（4）大型調壓器應增設站外旁通管，旁通管上應安裝閘閥或截止閥。

（5）調壓器前后設置閥門，宜用閘閥。

（6）調壓室進出設閥門，一般設在離站10 m左右的閥門井內。

2.2 工藝流程

燃氣由中壓管網經調壓室進氣管進入低壓管網，調壓器出口與水封相連，水封接室外放散管，當燃氣壓力過高時，實現安全放散，為了保證調壓器出現故障時仍能供氣，應設旁通管。

2.3 調壓室內各裝置

（1）閥門。

天然氣管道進出調壓室前后端都要設置閥門，主要作用是：當調壓器、過濾器檢修或發生故障時將燃氣切斷。在調壓站外進出口管道上也設置閥門，此閥門處于常開狀態。此閥門的主要作用是：當發生故障時無法接近調壓室，緊急切斷燃氣。

（2）過濾器。

燃氣中有許多懸浮物，很容易沉積在調壓室和安全閥等設備中，很容易堵塞調壓室和閥門，使設備無法正常工作。因此，在調壓器入口前必須安裝過濾器，用來清除燃氣中的雜物，過濾器前后需安裝壓差計，根據壓差來判斷過濾器的運行情況。在通常情況下，燃氣通過過濾器后前后壓差不超過10 kPa，如果壓差過大時應及時清除。

（3）是通過自動改變經調節閥的燃氣流量而使出口燃氣保持規定壓力。

（4）安全裝置。

當用戶用氣很少而調壓器閥門又關閉不嚴，或調壓器故障調節失靈時，燃氣管道出口壓力會突然升高，為防止損壞設備保障用戶的財產和生命安全，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。

一般情況下調壓器故障維修也要向用戶不間斷的供氣，因此在調壓室內安裝旁通管來滿足供氣。當燃氣通過旁通管進入用戶時，管網的壓力和流量是由手動調節閥來控制的。

（6）測量儀表。

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

3 區域調壓器的選型

3.1 選型

一般情況下，產品樣本均給出調壓器的額定通過能力，該數據是制造廠利用某種介質在一定的進出口壓力下得出的，可通過其對調壓器通過能力進行換算。本設計中的區域調壓器，均選擇T型調壓器，這種調壓器性能好，適用范圍廣，當燃氣的凈化程度稍差時也能工作，不至于被堵塞，指揮器和排氣閥分開，便于組裝調試和檢修。

3.2 T型調壓器工作原理

當調壓開始啟動運行時，首先按著需要的出口壓力（給定值）調解指揮器的彈簧，同時調節排氣閥的排氣壓力使其稍高于需要的出口壓力。當出口壓力低于給定值時，指揮器的薄膜就開始下降，使指揮器閥門打開，回路壓力的氣體補充到調壓器膜下空間，回路壓力大于出口壓力，閥門開大，流量增加，出口壓力恢復到給定值。

當出口壓力超過給定值時，指揮器薄膜上升使其閥門關閉，同時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，使調壓器膜下的力減小，而又由于出口的增加，調壓器膜上的力增大，閥口關小，出口壓力恢復到給定值。

4 調壓室的有關計算

當建設多級燃氣管網時，需要建立多個調壓站或多個調壓室，表1以設計的某區為例計算。

已知：一個調壓室的造價B=20000元，管道造價系數b=2元/cm·m，fg=0.25，fln=0.18，低壓管網計算壓力降ΔP=1650Pa，人口密度N=550人/公頃，每人每小時計算流量為0.036 Nm3/h人，管網密度系數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

調壓室數目的計算：

n=F/2R2

R為調壓室作用半徑（m）；

n為調壓室數目；

F為包括街道在內的供氣區面積（m2）。

∴n=347×104÷2÷5812=5.1

即某區最合理的調壓室數目為5。

對于一個城市燃氣工程，調壓站的作用是非常大的，它與到這個地區人民的生活是密切相關的，因此需要我們燃氣工作者要有科學嚴謹的態度對待這項工作。

參考文獻

[1]李猷嘉.燃氣輸配系統的設計與實踐[M].北京：中國建筑工業出版社.

[2]花景新.燃氣管道供應[M].北京：化學工業出版社.