輸氣站并聯型自力式調壓閥相互影響分析

梁力 楊娜 李仁鵬

摘要：以運用較為廣泛的TARTARINI FL型、飛奧REFLUX819型、FISHER EZR 型以及杰森RTJ型4種型號自力式調壓閥的并聯組合模式開展了實驗研究，觀測了備用調壓閥與工作調壓閥參數變化趨勢，獲得了同時工作的壓力區間范圍，提出了不同工況需求壓力設定建議。

關鍵詞：自力式;調壓閥;并聯;相互影響

自力式調壓閥無需外加外部作用力，依靠自身彈簧和管線內部壓力的驅動實現閥門開度的調節從而達到壓力調節的目的，廣泛運用于輸氣生產中。為滿足不同工況需求和安全要求，自力式調壓閥一般采用組合方式組成調壓系統，目前常見的組合形式有并聯、串聯及并串聯組合三種形式，其中并聯方式主要用于中斷供氣影響較大需要連續供氣的用戶或支線，采用兩個調壓支路，互為備用[1-3]。由于各種型號的自力式調壓閥存在調壓精度與誤差的問題，在實際生產中并聯式調壓系統存在相互影響的情況，為更好的使用并聯式調壓閥以滿足不同工況需求，有必要通過實驗的方式掌握并聯式調壓閥相互的影響。

一、實驗裝置

選取運用較為廣泛的TARTARINI FL型、飛奧REFLUX819型、FISHER EZR 型以及杰森RTJ型4種調壓閥開展并聯啟停實驗，并觀察記錄啟停過程中兩個調壓支路的相互影響。并聯調壓閥系統常見的工藝流程如圖1所示。各組實驗采用的調壓閥型號及相關實驗參數如表1所示。

二、實驗步驟

結合實驗所采用工藝的特征，制定如下實驗步驟：

（1）調壓系統其中一個支路壓力設定為需求值為工作支路，另一個支路壓力設定為略低于需求值為備用支路;

（2）逐步調高備用調壓閥出口壓力，觀察（聽聲音、看開度）備用、工作調壓閥開度變化和啟停情況，記錄備用調壓閥啟動時的壓力值;

（3）在備用調壓閥啟動后保持一段時間，觀察兩臺調壓閥工作狀態，觀察出站壓力變化情況;

（4）繼續調高備用調壓閥出口壓力，工作壓閥全關后觀察出口壓力值變化情況，記錄穩定后的壓力值;

（5）緩慢關閉備用調壓閥，觀察（聽聲音、看開度）備用、工作調壓閥開度變化和啟停情況，記錄工作調壓閥啟動時的壓力值;

（6）觀察出站壓力值，記錄穩定后的壓力值;

（7）重復3次上述步驟。

三、實驗結果分析

3.1現場趨勢觀察情況

通過4個不同型號調壓閥的并聯調壓系統開展的現場實驗，結合所獲得的觀測結果，得到了備用調壓閥與工作調壓閥參數變化趨勢。

（1）在逐步調高備用調壓閥出口壓力設定值過程中，當備用調壓閥調至啟動臨界點時暫時不再提高出口壓力設定值，此時備用調壓閥逐步開啟至一個較小開度，工作調壓閥略有關小;

（2）繼續逐漸調高備用調壓閥出口設定壓力值過程中，備用調壓閥逐步開大，工作調壓閥逐步減小，在某一臨界值時工作調壓閥快速關閉，此時備用調壓閥逐步開大;

（3）逐步降低備用調壓閥出口設定壓力值過程中，工作調壓閥啟動臨界點時暫時不再降低備用調壓閥出口壓力設定值，此時工作調壓閥逐步開啟至一個較小開度，備用調壓閥略有關小。

3.2備用調壓閥與工作調壓閥啟停時壓力記錄情況

取每次實驗過程中備用調壓閥啟動壓力值、工作調壓閥關閉壓力值、工作調壓閥重新啟動壓力值，將其與實驗開始前調壓閥出口壓力進行對比，并計算其偏差值。

（1）TARTARINI FL型調壓閥實驗結果

圖2為TARTARINI FL型調壓閥并聯調壓系統實驗結果。由圖2可知，在進行的3次實驗中，備用調壓閥啟動壓力與初始壓力的最大偏差為1.47%，最小偏差為0.4%;工作調壓閥關閉時壓力與初始壓力的最大偏差為5.46%，最小偏差為4.26%;工作調壓閥啟動時壓力與與初始壓力的最大偏差為0.46%，最小偏差為-0.65%。根據實驗結果得到：并聯型TARTARINI FL型調壓閥主備調壓閥同時工作的壓力區間在設定值的-0.65～5.46%。

（2）飛奧REFLUX819型調壓閥實驗結果

圖3為飛奧REFLUX819型調壓閥并聯型調壓系統實驗結果。由圖3可知，在進行的3次實驗中，備用調壓閥啟動壓力與初始壓力的最大偏差為1.37%，最小偏差為0.76%;工作調壓閥關閉時壓力與初始壓力的最大偏差為3.07%，最小偏差為2.29%;工作調壓閥啟動時壓力與與初始壓力的最大偏差為-0.58%，最小偏差為-1.43%。根據實驗結果得到：并聯型飛奧調壓閥主備調壓閥同時工作的壓力區間在設定值的-1.43～3.07%。

（3）FISHER EZR 型調壓閥實驗結果

圖4為FISHER EZR 型并聯型調壓系統實驗結果。由圖4可知，在進行的3次實驗中，備用調壓閥啟動壓力與初始壓力的最大偏差為1.5%，最小偏差為0.66%;工作調壓閥關閉時壓力與初始壓力的最大偏差為4.64%，最小偏差為2.8%;工作調壓閥啟動時壓力與與初始壓力的最大偏差為0.5%，最小偏差為-2.47%。根據實驗結果得到：并聯型FISHER EZR 型調壓閥主備調壓閥同時工作的壓力區間在設定值的-2.47～4.64%。

（4）杰森RTJ型調壓閥實驗結果

圖5為杰森RTJ型調壓閥并聯型調壓系統實驗結果。由圖5可知，在進行的3次實驗中，備用調壓閥啟動壓力與初始壓力的最大偏差為3.69%，最小偏差為1.93%;工作調壓閥關閉時壓力與初始壓力的最大偏差為4.91%，最小偏差為4.73%;工作調壓閥啟動時壓力與與初始壓力的最大偏差為0.2%，最小偏差為-2.29%。根據實驗結果得到：并聯型杰森調壓閥主備調壓閥同時工作的壓力區間在設定值的-2.29～4.91%。

四、小結

（1）調壓閥正常工作狀態下，逐步提高備用調壓閥出口壓力設定值時，備用調壓閥逐步開啟，工作調壓閥逐步關閉，此后逐步降低備用調壓閥出口壓力設定值，工作調壓閥逐步開啟，備用調壓閥逐步關閉，其壓力在一定范圍內兩個調壓閥處于同時工作狀態，超過一定區間調壓閥處于一臺啟用一臺關閉的狀態。

（2）根據實驗結果可得不同型號調壓閥其相互影響的區間不同，調壓精度高的調壓閥其相互影響的壓力區間較小，調壓精度較大低的調壓閥其相互影響的壓力區間較大，均小于其調壓精度范圍。

（3）由于不同工況需要并聯型調壓閥系統的工作模式需求存在差異，對于一用一備工作模式的調壓系統工作、備用調壓支路壓力設定值應避開相互影響的區間，對于兩個支路同時工作模式的調壓系統應動態調整至開度基本一致。

參考文獻：

[1]孫金玲，雷凌. 天然氣分輸站場調壓系統設置探討[J]. 儀器儀表用戶，2015，22（1）：47-50.

[2]李敏.天然氣分輸站場調壓系統安全設計淺析[J].化工中間體，2015，11（04）：83-84.

[3]趙楊文，梁曉龍.調壓器在天然氣行業中的應用[J].油氣儲運，2003，22（12）：44-46.

[4]劉春見. 淺析管道站場天然氣調壓系統[J]. 儀器儀表用戶， 2013， 20（02）：66-68.