- 上海喬邑閥門制造有限公司
【燃?xì)庹{(diào)壓閥】是上海喬邑閥門制造有限公司的產(chǎn)品，公司常年備有大量庫存現(xiàn)貨以出廠價直銷，我們直努力為客戶提供全套工業(yè)閥門的解決方案，讓客戶購買到物美價廉的產(chǎn)品，選購！
簡述燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)備供氣系統(tǒng)不間斷性設(shè)計
燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)備是城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的重要設(shè)施之。隨著各類用戶對用氣質(zhì)量的要求不斷提高，燃?xì)庹{(diào)壓器更加安全、經(jīng)濟、可靠地運行將成為燃?xì)獍踩こ讨兄匾n題之。如何保證供氣的連續(xù)性，既是燃?xì)馄髽I(yè)效益連續(xù)性的保證，也是燃?xì)夤?yīng)方在簽署了供氣合同后履行合同的義務(wù)和職責(zé)，對些供氣要求較高的用戶（尤其是工業(yè)企業(yè)）來說，短時間的停氣將會給用戶帶來巨大的損失，會給供氣和用氣雙方帶來諸多矛盾甚至付諸法律。多數(shù)時候，我們只能依靠燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)備自身的可靠性，缺乏主動的對燃?xì)庹{(diào)壓系統(tǒng)的針對性設(shè)計。
2 不間斷調(diào)壓供氣方案
路完整的燃?xì)庹{(diào)壓器系統(tǒng)至少應(yīng)該由進(jìn)口截斷閥、緊急切斷閥、調(diào)壓器和出口截斷閥構(gòu)成。當(dāng)調(diào)壓器發(fā)生故障時，緊急切斷閥感應(yīng)到超壓或者失壓并做出切斷動作，該路調(diào)壓系統(tǒng)停止工作。對于在生產(chǎn)中不允許停氣的用戶而言，這種供氣方式形式單、風(fēng)險高，很難實現(xiàn)無人值守。
不間斷調(diào)壓供氣應(yīng)具備以下要求：
（1）當(dāng)運行路發(fā)生故障或下游用氣量突然增大，造成出口壓力過低時，備用路能在自動不停氣的情況下補上運作供氣；
（2）當(dāng)運行路發(fā)生故障，若導(dǎo)致出口壓力上升，并令運行路上的超壓切斷閥發(fā)生作用，將運行路關(guān)上時，備用路能自動投人(注：當(dāng)出口壓力上升時，備用路上的超壓切斷閥不可發(fā)生作用。)
（3）以上（1）及（2）的工序不可用電子或電力裝置或人手調(diào)控來實現(xiàn)，并必須在調(diào)壓站電力供應(yīng)中斷時仍能運作。
目前，國內(nèi)外主要采用工作監(jiān)視調(diào)壓和用備兩種調(diào)壓流程來保證燃?xì)庹{(diào)壓系統(tǒng)的安全性，下面先就兩種方案展開比較和討論。
2.1 工作監(jiān)視調(diào)壓供氣系統(tǒng)
工作監(jiān)視調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)計已經(jīng)被普遍接受和認(rèn)同，并且被大量使用在些關(guān)鍵的燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中。工作監(jiān)視調(diào)壓顧名思義即是由工作調(diào)壓器和監(jiān)視調(diào)壓器共同組成，監(jiān)視調(diào)壓器的位置位于工作調(diào)壓器上游、緊急切斷閥下游，它的出口壓力設(shè)定點高于工作調(diào)壓器的設(shè)定點，低于緊急切斷閥超壓切斷的設(shè)定點，當(dāng)調(diào)壓系統(tǒng)正常工作時，監(jiān)視調(diào)壓器因為設(shè)定值高于工作出口壓力，處于全開狀態(tài)，不妨礙工作調(diào)壓器正常工作；當(dāng)工作調(diào)壓器失效，下游壓力升高，并達(dá)到監(jiān)視調(diào)壓器的設(shè)定值時，監(jiān)視調(diào)壓器開始工作，保持下游壓力處于監(jiān)視調(diào)壓器的控制范圍當(dāng)中。工作監(jiān)視調(diào)壓系統(tǒng)如圖 1 。
工作監(jiān)視調(diào)壓的設(shè)計需要幾個有效的前提，是調(diào)壓器的設(shè)計為 Fail Open結(jié)構(gòu)，即失效全開，只有工作調(diào)壓器失效全開，監(jiān)視調(diào)壓器才能夠發(fā)揮作用；其次，監(jiān)視調(diào)壓器必須處于監(jiān)視狀態(tài)，意味著它的出口壓力設(shè)計值必須高于工作調(diào)壓器的設(shè)定值，具體的設(shè)定值依據(jù)不同的調(diào)壓器性能有所不同，取決于調(diào)壓器的調(diào)壓精度和工作范圍；同時，下游用戶可以接受定壓力范圍的波動。另方面，調(diào)壓器并非全通徑設(shè)備，即使是軸流式調(diào)壓器，也會在定程度上阻礙流通的流量并帶來定的壓損，所以在設(shè)計工作監(jiān)視調(diào)壓時，必須要考慮調(diào)壓器串聯(lián)所造成的流量損失和壓損增大問題。這就使得工作監(jiān)視調(diào)壓的設(shè)計并不適合于低壓差的調(diào)壓系統(tǒng)和下游用戶需要壓力波動范圍極小的調(diào)壓系統(tǒng)。
目前，天然氣緊缺的情況時有發(fā)生，燃?xì)夤?yīng)初期入口壓力往往較低，調(diào)壓系統(tǒng)在某種程度上起到的是穩(wěn)壓的作用，這個時候如果采用監(jiān)視工作調(diào)壓，由于調(diào)壓器的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，勢必在定程度上犧牲流量和出口壓力。
2.2 用備供氣系統(tǒng)
為了防止單路供氣因為故障或者維護(hù)所造成的停氣，雙路供氣的結(jié)構(gòu)也越來越多的用來代替單路供氣和用旁通供氣結(jié)構(gòu)，備用路采用與工作路*相同的設(shè)計，包括了過濾器、截斷閥（球閥或者蝶閥）、緊急切斷閥以及調(diào)壓器。備用路的安裝位置與工作路并聯(lián)，共用同個人口和同個出口，其并聯(lián)既可以通過彎頭三通來實現(xiàn)，也可以通過匯氣管插管來實現(xiàn)。備用路雖然用以備用，但并不意味著備用路的前后截斷閥處于關(guān)閉狀態(tài)，相反，備用路同工作路樣，前后截斷閥均直處于全開狀態(tài)，這樣做的目的是使備用路在工作路故障切斷時可以自動的不借助任何外力進(jìn)人工作狀態(tài)。正如監(jiān)視調(diào)壓器的設(shè)定點高于工作調(diào)壓器設(shè)定點時，監(jiān)視調(diào)壓器處于全開狀態(tài)，相反，通過將備用路調(diào)壓器的設(shè)定值設(shè)定為低于工作路調(diào)壓器，備用路調(diào)壓器在正常工作即可處于關(guān)閉狀態(tài)。即使備用路的前后截斷閥處于全開狀態(tài)，但是調(diào)壓器起到了截斷作用，備用路不會有氣體流通。
此類調(diào)壓系統(tǒng)主要作用有以下幾點：
（1）當(dāng)其中路進(jìn)行定期維護(hù)或維修時，可以由另路*擔(dān)負(fù)向下游供氣的任務(wù)，不會影響下游用戶連續(xù)用氣的需求；
（2）當(dāng)下游用戶用氣量突然增大，工作路單路供氣不能滿足下游用氣量要求時，下游壓力會隨之降低，備用路調(diào)壓器感應(yīng)到下游壓力低于自身設(shè)定值時，會自動啟動，雙路同時為下游供氣，實現(xiàn)自動增路的功能。
（3）當(dāng)工作路調(diào)壓器故障全開時，上游高壓氣體快速流往下游，造成下游瞬間超高，當(dāng)壓力超過工作路切斷閥設(shè)定點時，工作路緊急切斷閥即切斷氣源，工作路停止向下游供氣；由于下游繼續(xù)用氣，當(dāng)下游壓力低于備用路調(diào)壓器設(shè)定值時，備用路調(diào)壓器會自動啟用，整個用氣過程連續(xù)、不間斷。
似乎用備結(jié)構(gòu)的供氣方式已經(jīng)具備了*自主的供氣、增路、補氣的功能，為維護(hù)提供充裕的時間。但是，仔細(xì)分析此系統(tǒng)備用路自動啟動的過程，我們?nèi)匀荒馨l(fā)現(xiàn)個顯著的缺陷：由于并聯(lián)安裝，共用相同的出口，無論是工作路還是備用路的緊急切斷閥感應(yīng)口和調(diào)壓器感應(yīng)口位置，均處于調(diào)壓器相同的下游，由于工作路和備用路的下游截斷閥均處于全開狀態(tài)，當(dāng)下游壓力超過緊急切斷閥設(shè)定值時，工作路和備用路的緊急切斷閥都有可能做出超壓切斷的動作，如果是這樣，即使是下游壓力下降到備用路調(diào)壓器的設(shè)定值，備用路因為緊急切斷閥切斷了氣源，也無法擔(dān)負(fù)起自動補氣的作用，用備結(jié)構(gòu)事實上形同虛設(shè)，不能發(fā)揮自動供氣保證連續(xù)性的作用。
為了解決這種情形，通常我們選擇將備用路的緊急切斷閥切斷壓力設(shè)置得高于工作路。由于工作路故障，瞬間通過工作路涌向下游的氣體會使壓力突然升高，備用路的緊急切斷閥切斷壓力不僅是需要稍微高出工作路設(shè)定點，為了保證無論在什么情況下備用路都不會被誤切斷，其設(shè)定甚至高于下游安全放散閥的放散壓力，如此來，備用路的緊急切斷閥又無法發(fā)揮自身安全緊急切斷的作用。
3 自動選路調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)計
通過對目前普遍采用的在工作監(jiān)視調(diào)壓系統(tǒng)和用備調(diào)壓系統(tǒng)中問題的分析，我們可在以上不間斷調(diào)壓供氣的基礎(chǔ)上設(shè)計出調(diào)壓自動選路系統(tǒng)。自動選路系統(tǒng)是用備調(diào)壓結(jié)構(gòu)的升級系統(tǒng)，主要用于實現(xiàn)當(dāng)運行路發(fā)生故障，令運行路上的超壓切斷閥發(fā)生作用，將運行路關(guān)上時，備用路能自動投人運行，并且出口壓力上升時，備用路上的超壓切斷閥不可發(fā)生作用，是對上述用備調(diào)壓系統(tǒng)缺陷的補充和完善。
自動選路系統(tǒng)的設(shè)計是建立在用備調(diào)壓結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的，還可以應(yīng)用于多路調(diào)壓的結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用在對供氣要求較高的場所，以保證供氣的連續(xù)不間斷性。對于單路調(diào)壓或者用旁通的調(diào)壓結(jié)構(gòu)，不存在備用路切斷閥誤切斷的問題。如上文所述，用備結(jié)構(gòu)由兩路*相同設(shè)計的調(diào)壓路并聯(lián)構(gòu)成，工作路和備用路均由截斷閥、過濾器、緊急切斷閥、調(diào)壓器組成，自動選路系統(tǒng)的設(shè)計并不會改變這樣的結(jié)構(gòu)，所謂自動選路系統(tǒng)，只是在用備調(diào)壓結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過增加自動選路設(shè)備來實現(xiàn)。
調(diào)壓自動選路設(shè)計的靈感來自于軸流式調(diào)壓器的進(jìn)口壓力和控制壓在調(diào)壓器關(guān)閉時相等，在調(diào)壓器運行時存在著壓差。自動選路設(shè)計多數(shù)應(yīng)用于間接作用式調(diào)壓器，間接作用式調(diào)壓器是利用出口壓力變化，經(jīng)指揮器放大后來控制驅(qū)動器帶動調(diào)節(jié)元件運動的調(diào)壓器，軸流式調(diào)壓器便是間接作用式調(diào)壓器的種。為了zui簡單的說明自動選路的工作原理，我們?nèi)匀灰暂S流式調(diào)壓器為例來探討調(diào)壓系統(tǒng)自動選路的應(yīng)用和實踐。自動選路調(diào)壓系統(tǒng)如圖 2 所示。
軸流式調(diào)壓器的主要調(diào)壓原件為套環(huán)，當(dāng)調(diào)壓器處于關(guān)閉狀態(tài)時，套環(huán)背面的控制壓力與人口壓力相等，迫使套環(huán)緊貼在人口柵欄上，關(guān)閉氣體的流通途徑；當(dāng)下游用氣時，由指揮器控制的控制壓力降低，人口壓力大于控制壓力，于是撐開套環(huán)形成流通途徑，向下游供氣。控制壓力的大小由指揮器感應(yīng)下游的用氣狀況自動進(jìn)行控制，以保證下游壓力穩(wěn)定在我們的設(shè)定值要求之內(nèi)，但無論控制壓力如何變化，在調(diào)壓器運行時，它都是小于人口壓力的。
利用這特點，我們可以在緊急切斷閥的感應(yīng)管上加裝個自動選路指揮器（Stream Select Pi - lot ) ，這種指揮器的特點是雙層皮膜，感應(yīng)下游壓力的氣流從兩層皮膜中間的流孔流過，上下兩個皮膜室相互獨立，并且分別跟調(diào)壓閥的高壓側(cè)（人口壓力）和低壓側(cè)（控制壓力，即套環(huán)背面的壓力）相接，由它們之間的壓差來控制自動選路指揮器流孔的開和關(guān)。選路指揮器的出口接緊急切斷感應(yīng)口，人口接調(diào)壓閥下游主管道感應(yīng)點。
對于備用路的調(diào)壓器，因為沒有氣體流動，故套環(huán)兩側(cè)壓力相等，即人口壓力與控制壓力相等，選路指揮器兩個皮膜室內(nèi)壓力亦相等，致相互抵消對選路指揮器內(nèi)閥盤與閥座施加的力量，經(jīng)過對選路指揮器的彈簧的設(shè)定，使閥盤與閥座處于關(guān)閉狀態(tài)，流孔不流通，使主管線的壓力訊號無法到達(dá)緊急切斷閥的感應(yīng)部件，因此，即使下游主管線處于超壓狀態(tài)，備用路的緊急切斷閥仍不會關(guān)閉。由于工作路調(diào)壓器處于運行狀態(tài)，選路指揮器的流孔打開，緊急切斷閥可以感應(yīng)到下游壓力的變化，當(dāng)下游壓力超高時，便會做出緊急切斷的動作。
所謂的調(diào)壓器自動選路系統(tǒng)，其實就是由選路指揮器與調(diào)壓器配合構(gòu)成的，在組成上結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，由于自動選路系統(tǒng)的存在，工作路和備用路安全截斷閥的切斷點不僅可以設(shè)定為相同值，即使工作路調(diào)壓器故障，造成下游壓力驟然升高，無論如何，備用路緊急切斷閥都因為無法感應(yīng)下游壓力的變化不會做出緊急切斷的動作，只有當(dāng)下游繼續(xù)用氣，下游壓力降低至備用路開始啟動進(jìn)行供氣，備用路的緊急切斷閥才能夠感應(yīng)到下游壓力的變化。
自動選路的存在，對于我們實現(xiàn)調(diào)壓站無人值守有著非常重要的意義，是對用備結(jié)構(gòu)供氣的完善和補充，充分發(fā)揮了用備供氣結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，同時彌補了這種供氣結(jié)構(gòu)的不足之處。切斷閥緊急切斷以后，還可以遠(yuǎn)傳報警信號，自動選路設(shè)計將保證我們能夠獲得備用路的支持，為我們趕赴現(xiàn)場進(jìn)行工作路的維護(hù)維修提供充裕的時間。
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