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1   燃?xì)庹{(diào)壓站

    燃?xì)庹{(diào)壓站一般由調(diào)壓器、過濾器、快速安全切斷閥、安全閥、測量儀表和工藝管道、閥門等組成，其主要任務(wù)是接收上游管網(wǎng)來氣，進(jìn)行過濾、調(diào)壓、計(jì)量及相關(guān)參數(shù)記錄，按輸配管網(wǎng)的壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。

1．1  調(diào)壓設(shè)備運(yùn)行參數(shù)

    調(diào)壓設(shè)備運(yùn)行主要參數(shù)有：進(jìn)口壓力p₁，出口壓力p₂，關(guān)閉壓力P_b，放散壓力p_f，切斷壓力p_q。

    ①關(guān)閉壓力與出口壓力的關(guān)系

    根據(jù)調(diào)壓器穩(wěn)壓精度和性能，其關(guān)閉壓力與出口壓力之間關(guān)系如下：

    p_b=(1.10～1.25)p₂

    ②關(guān)閉壓力與放散壓力的關(guān)系

    安全放散裝置可以緩解調(diào)壓器關(guān)閉不嚴(yán)造成的泄漏問題，一般考慮超過關(guān)閉壓力的10％～20％即開始放散，即放散壓力為：

    p_f=(1.1～1.2)p_f

    ③切斷壓力與放散壓力的關(guān)系

    調(diào)壓器失靈造成燃?xì)夥派ⅲ焕诃h(huán)保和周圍生命財(cái)產(chǎn)安全，且浪費(fèi)能源。為防止長時(shí)間放散，一般考慮超過放散壓力的10％～20％即可切斷氣源，即切斷壓力為：

    P_f=(1.1～1.2)p_f

1．2調(diào)壓器

    調(diào)壓器是調(diào)壓站的核心設(shè)備，它的作用是將上游較高的進(jìn)口壓力調(diào)節(jié)至下游所需要的較低壓力，并能防止波動的進(jìn)口壓力及流量的干擾，保持出口壓力為某一恒定值。燃?xì)庹{(diào)壓器是一種可靠性很高的裝置，但由于燃?xì)庵锌赡芎兴帧m埃、碎屑以及其他沉積物，另外由于調(diào)壓器皮膜破裂、部件失效、信號管堵塞等原因，調(diào)壓器通常出現(xiàn)以下故障：

    ①調(diào)壓器失靈，超壓供氣，使燃?xì)庖赃M(jìn)口壓力 (高壓或中壓)未經(jīng)降壓直接進(jìn)入下游管網(wǎng)和用戶，造成燃?xì)獗怼⒐艿篮陀脷庠O(shè)備損壞，甚至產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故。

    ②調(diào)壓器失靈，出口壓力迅速降低，或者關(guān)閉而中斷供氣，下游管網(wǎng)和用戶的供氣壓力降低，可能在用戶終端引起熄火甚至嚴(yán)重事故。

    ③調(diào)壓器發(fā)生故障，出現(xiàn)供氣壓力波動，造成用戶用氣設(shè)備燃燒不完全，產(chǎn)生不安全因素。

    出現(xiàn)以上情況，按慣例只能采取如下處理措施：通常情況下，調(diào)壓站內(nèi)一路調(diào)壓系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，另一路則處于備用狀態(tài)。當(dāng)調(diào)壓器出現(xiàn)故障，造成超壓放散等情況，在得到報(bào)告后，作業(yè)人員到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行處理，關(guān)閉故障調(diào)壓系統(tǒng)，開啟另一路調(diào)壓系統(tǒng)和安全放散裝置使其正常工作。這種做法會給用戶帶來諸多不安全因素，因此其安全性極差。

    在燃?xì)夤⿷?yīng)的運(yùn)行中，確保安全是首要的因素。一旦發(fā)生燃?xì)庑孤┗虺瑝海蠊豢霸O(shè)想。因此，在正常運(yùn)行的調(diào)壓站內(nèi)配備完善的安全裝置十分必要，其意義在于，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，能夠做到在第一時(shí)間自動將燃?xì)鈿庠辞袛嗷驅(qū)⒊瑝喝細(xì)馀欧胖链髿猓Ｗo(hù)下游管道和用戶的安全。

2   調(diào)壓站的安全裝置

    調(diào)壓站內(nèi)的安全裝置用來確保調(diào)壓站安全可靠運(yùn)行，保護(hù)下游的設(shè)備和儀表能在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)正常運(yùn)行。

2．1  安全閥

    安全閥通常置于調(diào)壓站的出口管道上。當(dāng)調(diào)壓器正常工作時(shí)，安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)調(diào)壓器出現(xiàn)故障，造成出口壓力升高，且升高至安全閥的開啟壓力時(shí)，安全閥自動開啟，將管道中燃?xì)馀湃舜髿猓?dāng)壓力下降到開啟壓力以下時(shí)，安全閥自動關(guān)閉。

    安全閥分為全流量安全閥和微流量安全閥。微流量安全閥是一種微流量放散裝置，一般放散流量為管道最大流量的1％～5％，其作用為當(dāng)非故障引起出口壓力升高時(shí)將氣體排出，以避免安全切斷閥因誤操作而切斷導(dǎo)致該調(diào)壓線路中斷。對于這類安全問題，雖然監(jiān)控器和切斷閥也都可用，但是微流量安全閥更方便有效，這是因?yàn)榧词故潜O(jiān)控器和切斷閥本身也會因污染物作用在關(guān)閉時(shí)泄漏。

2．2安全切斷閥

    目前安全切斷閥已廣泛應(yīng)用于各級調(diào)壓站、調(diào)壓箱內(nèi)。根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定，當(dāng)調(diào)壓器壓力降大于1.7 MPa時(shí)，必須安裝安全切斷閥。如北京來廣營調(diào)壓站，進(jìn)口壓力為3.4 MPa，出口壓力為0.76MPa，就必須安裝安全切斷閥；通州調(diào)壓站，進(jìn)口壓力為3.3 MPa，出口壓力為O．17 MPa，也要安裝安全切斷閥；北新建材調(diào)壓站，進(jìn)口壓力為1.6 MPa，出口壓力為O.17 MPa，雖未達(dá)到最低壓力降標(biāo)準(zhǔn)，但也安裝了安全切斷閥。

    安全切斷閥置于調(diào)壓器上游管道上。調(diào)壓器正常工作時(shí)，安全切斷閥常開，當(dāng)調(diào)壓器下游管道壓力升高至其設(shè)定值時(shí)，安全切斷閥立即關(guān)閉，截?cái)鄽饬鳎瑥亩煽康乇苊獬瑝骸０踩袛嚅y一旦關(guān)閉后，一般需人工復(fù)位，不能自動打開。

2．3監(jiān)控器

    監(jiān)控器就是一臺備用調(diào)壓器，它可以與主調(diào)壓器型號相同，也可以不同。監(jiān)控器與主調(diào)壓器的連接通常分為串聯(lián)與并聯(lián)。

  ①串聯(lián)式監(jiān)控器

     1．進(jìn)口閥門2．過濾器3．監(jiān)控器4．主調(diào)壓器5．補(bǔ)償器   6．出口閥門7．全流量安全閥

     主調(diào)壓器與監(jiān)控器串聯(lián)安裝，監(jiān)控器通常安裝在主調(diào)壓器的上游。監(jiān)控器的給定出口壓力應(yīng)略高于主調(diào)壓器的出口壓力，因此正常工作時(shí)監(jiān)控器的調(diào)節(jié)閥全開。當(dāng)主調(diào)壓器發(fā)生故障，出口壓力上升到監(jiān)控器的給定出口壓力時(shí)，監(jiān)控器立即接替主調(diào)壓器進(jìn)入工作狀態(tài)。監(jiān)控器也可以放在主調(diào)壓器之后，其出口壓力不得低于主調(diào)壓器。

  ②并聯(lián)式監(jiān)控器

     1．進(jìn)口閥門2．過濾器3．安全切斷閥 4．主調(diào)壓器  5．補(bǔ)償器6．出口閥門7．全流量安全閥8．監(jiān)控器

    主調(diào)壓器與監(jiān)控器并聯(lián)安裝，正常運(yùn)行時(shí)主調(diào)壓器工作，監(jiān)控器備用。當(dāng)主調(diào)壓器發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控器自動啟動，投人工作。主調(diào)壓器的給定出口壓力應(yīng)略高于監(jiān)控器的給定出口壓力，因此正常工作時(shí)，監(jiān)控器呈關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)主調(diào)壓器發(fā)生故障，使出口壓力增加到超過允許范圍時(shí)，該調(diào)壓路上的安全切斷閥關(guān)閉，致使出口壓力降低，當(dāng)出口壓力下降到監(jiān)控器的給定出口壓力時(shí)，監(jiān)控器自動啟動，進(jìn)人工作狀態(tài)。備用路上安全切斷閥的切斷壓力應(yīng)略高于主調(diào)壓路上安全切斷閥的切斷壓力。

    ③內(nèi)裝式監(jiān)控器

    監(jiān)控器直接安裝在主調(diào)壓器的閥體上，即兩臺調(diào)壓器共用一只閥體。

2．4 多功能調(diào)壓器

    有些調(diào)壓器是多功能的產(chǎn)品，如上海飛奧多功能調(diào)壓器，除調(diào)壓功能外還配備安全閥或超壓切斷閥。這類一體化的調(diào)壓器有結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，但成本較高且調(diào)節(jié)范圍受到一定的制約，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用。

3   具有安全裝置的安全系統(tǒng)

    由于引起管道超壓的原因可能多種多樣，因此，對于調(diào)壓站，應(yīng)采用組合型的由不同安全裝置組成的安全系統(tǒng)。安全裝置的選擇應(yīng)遵循在任何情況下都不使壓力超過限定值的原則。常用的安全系統(tǒng)有如下3種。

3．1  較簡單的安全系統(tǒng)

    較簡單的安全系統(tǒng)為調(diào)壓器+安全閥。

    l.進(jìn)口閥門2．過濾器3．調(diào)壓器4．補(bǔ)償器5．出口閥門  6．全流量安全閥

    這種1開1備的安全系統(tǒng)在調(diào)壓站中是最簡單、最基本的裝置。其適用于出口壓力較低、流量較小、調(diào)壓器出現(xiàn)問題時(shí)影響小并定期有運(yùn)行人員巡檢的情況。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)壓流程相對簡單，兩條調(diào)壓路可靠性比較有保障。其缺點(diǎn)主要是只能使用安全閥進(jìn)行泄壓。

    全流量安全閥可在調(diào)壓器出現(xiàn)故障時(shí)將整個(gè)系統(tǒng)中的氣體排人大氣中。這種運(yùn)行方式是最傳統(tǒng)最普通的超壓保護(hù)方法，具有安全可靠且投資經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，但其排入大氣的氣體會造成污染，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，特別是在人口密集的住宅區(qū)會產(chǎn)生危險(xiǎn)，另外排入大氣的燃?xì)庖矔斐赡茉蠢速M(fèi)。鑒于上述原因，此系統(tǒng)不是理想的超壓保護(hù)方法。

3．2較經(jīng)濟(jì)的安全系統(tǒng)

    較經(jīng)濟(jì)的安全系統(tǒng)為監(jiān)控調(diào)壓器+安全閥。

    在主調(diào)壓器發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控器代替其進(jìn)行調(diào)壓，因此監(jiān)控器實(shí)際上具有備用調(diào)壓器的作用。

    這種系統(tǒng)相對于單臺調(diào)壓器，適用的場所比較廣泛，節(jié)省占地和造價(jià)，只要監(jiān)控系統(tǒng)正常或運(yùn)行人員定期巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，就可以保證下游用戶的供氣安全和可靠性。目前中壓以上調(diào)壓站常采用此安全系統(tǒng)。

3．3較安全的安全系統(tǒng)

  ①工藝概述

  較安全的安全系統(tǒng)為監(jiān)控調(diào)壓器+安全切斷閥+安全閥。

    l.進(jìn)口吲門2．過濾器3．安全切斷閥4．監(jiān)控器5．主調(diào)壓器 6．補(bǔ)償器7．出口閥門8．全流量安全閥

    這種安全系統(tǒng)相對復(fù)雜，造價(jià)較高，但供氣安全可靠性更高，適用于壓力較高、流量較大的場所、重要用戶和重要場所。目前次高壓以上的調(diào)壓站基本采用此安全系統(tǒng)。

    圖4中，兩條支路并聯(lián)組成了燃?xì)庹{(diào)壓自動切換裝置，每條支路均安裝有進(jìn)口閥門、過濾器、安全切斷閥、主調(diào)壓器與監(jiān)控器、補(bǔ)償器及出口閥門。如果不考慮兩條支路相互之間的作用和聯(lián)系，每條支路都可以單獨(dú)正常供氣。需要說明的是，若僅單條調(diào)壓路使用，這種安全裝置會存在缺陷，當(dāng)安全切斷閥作用時(shí)則該條調(diào)壓路停止供氣，若不及時(shí)恢復(fù) (需人工恢復(fù))就會影響用戶用氣。在恢復(fù)供氣時(shí)，需確認(rèn)所有用戶的閥門應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，否則有很大危險(xiǎn)。鑒于上述原因，為保證下游的不間斷正常供氣，通常采用兩路具有自動切換功能的調(diào)壓路。

  ②自動切換裝置功能

  a．其中任何一條支路都可以起到切斷閥和安全閥并用的雙重安全作用。

  b．兩路系統(tǒng)可自動切換，不需要人工操作。當(dāng)某一支路發(fā)生故障，另一支路仍可正常供氣，以便有充足的時(shí)間維修設(shè)備。

  ③自動切換裝置原理

    燃?xì)庹{(diào)壓自動切換裝置工作原理的關(guān)鍵在于自動切換。它靠兩條支路中的調(diào)壓器出口設(shè)定壓力的不同、兩個(gè)安全切斷閥的切斷壓力不同而實(shí)現(xiàn)。調(diào)壓站的出口壓力由安全切斷閥和安全閥進(jìn)行控制。安全切斷閥控制壓力的上限和下限，安全閥只控制壓力的上限。安全閥的放散壓力應(yīng)比安全切斷閥的切斷壓力低。

    在圖4中，假設(shè)我們選擇上面的支路為常用支路，則下面一條支路為備用支路。正常供氣時(shí)常用支路工作，備用支路處于準(zhǔn)工作狀態(tài)(進(jìn)口閥門和出口閥門處于開啟狀態(tài)，安全切斷閥處于開啟狀態(tài)，調(diào)壓器處于關(guān)閉狀態(tài))。

    當(dāng)常用支路調(diào)壓器出現(xiàn)故障，燃?xì)馔ㄟ^安全閥已進(jìn)行放散，但出口壓力仍繼續(xù)升高，這樣的情況就是事故。此時(shí)安全切斷閥動作，關(guān)閉調(diào)壓器前的燃?xì)夤艿溃Ｓ弥吠Ｖ构ぷ鳌４藭r(shí)出口壓力下降，隨即備用支路調(diào)壓器自動啟動以保障正常供氣。當(dāng)燃?xì)夤艿腊l(fā)生事故而出口壓力過低時(shí)，安全切斷閥也能自動關(guān)斷。此時(shí)應(yīng)及時(shí)檢修常用支路，以便保證不間斷供氣。

    自動切換裝置各設(shè)備的設(shè)定壓力應(yīng)遵循下列條件：

    p_q>p_q>p_f>p₂>p_2s

式中p_qs——備用支路切斷壓力

    P_q——常用支路切斷壓力

    p_f  放散壓力

    P₂——常用支路調(diào)壓器的出口壓力

    P_2s——備用支路調(diào)壓器的出口壓力

    為保證裝置能夠正確無誤地工作，裝置上各個(gè)設(shè)備的壓力設(shè)定非常重要。

  ④  自動切換裝置對設(shè)備的要求

    自動切換裝置要實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷供氣、不超壓供氣，主要的技術(shù)關(guān)鍵在于安全切斷閥、調(diào)壓器、安全閥的技術(shù)性能。

    安全切斷閥的靈敏度將直接關(guān)系到自動切換的性能，至關(guān)重要。若安全切斷閥不能及時(shí)切斷，則可能造成切換裝置不切換甚至超壓供氣，這很危險(xiǎn)。另外，安全切斷閥必須有明顯的標(biāo)志，使操作者能及時(shí)發(fā)現(xiàn)切斷閥硬件切斷，以便及時(shí)查明故障產(chǎn)生的原因，修復(fù)常用支路，避免后患。對于北京市的許多調(diào)壓站，北京燃?xì)饧瘓F(tuán)實(shí)行集中管理體制，目前已陸續(xù)在許多安全切斷閥上安裝了信號采集裝置，當(dāng)安全切斷閥發(fā)生動作時(shí)，其數(shù)據(jù)信號將直達(dá)集團(tuán)調(diào)度指揮中心以便進(jìn)行集中管理，這樣可以通過現(xiàn)代化的管理手段準(zhǔn)確及時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控調(diào)度。

    調(diào)壓器的調(diào)壓要求應(yīng)該比較高。自動切換裝置兩條支路供氣壓力不同，這個(gè)差別已經(jīng)加大了供氣壓力的誤差，若調(diào)壓器的精度較差，勢必造成供氣壓力波動較大。調(diào)壓器喘動和關(guān)閉壓力超標(biāo)絕不允許。

    安全閥的性能應(yīng)該良好。及時(shí)排氣減壓是自動切換必不可少的環(huán)節(jié)，如果安全閥不能正常工作，自動切換裝置就會頻繁切換，給自動切換裝置的維護(hù)管理造成很大麻煩。

    ⑤并聯(lián)同時(shí)運(yùn)行

    燃?xì)庹{(diào)壓自動切換裝置是保障安全、正常供氣的重要設(shè)備，它除了有正常的自動切換功能外，還有一項(xiàng)重要功能，即當(dāng)一路(常用支路)供氣不能滿足用戶需要時(shí)，由于出口壓力降低，另一路(備用支路)會自動啟動，兩條調(diào)壓路同時(shí)運(yùn)行。

4   結(jié)語