摘　要：分析調(diào)壓器出口壓力瞬間升高對調(diào)壓器穩(wěn)定運行的影響，通過試驗研究分析了抑制調(diào)壓器出口壓力瞬間升高的幾項措施。在調(diào)壓器出口管段上加裝單向閥不能抑制調(diào)壓器出口壓力的瞬間升高，而在調(diào)壓器出口管段上加裝安全放散閥、延長用戶端用氣設備控制閥門的關閉時間，能有效抑制調(diào)壓器出口壓力的瞬間升高。

關鍵詞：調(diào)壓器；  出口壓力；  瞬間升高；  單向閥；  安全放散閥

Experimental Research on Control of Instant Rise in Regulator Outlet Pressure

Abstract：The influence of instant rise in regulator outlet pressure on stable operation of regulator is analyzed．Several measures to control the instant rise in regulator outlet pressure are analyzed by experimental research．Installing an one-way valve on the regulator outlet pipe can not control the instant rise in regulator outlet pressure，but installing a safety relief valve on the regulator outlet pipe and extending the closing time of control valve for client gas equipment can effectively control the instant rise in regulator outlet pressure．

Keywords：regulator；outlet pressure；instant rise；one-way valve；safety relief valve

1　概述

燃氣調(diào)壓器連接著不同壓力級制的燃氣管網(wǎng)，其安全穩(wěn)定運行是城市燃氣安全可靠供應的保障，對城市的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定具有重要意義^[1]。在實際應用過程中，許多有著特殊用氣需求的專用調(diào)壓器，如大型賓館、大型工業(yè)用戶等，由于供熱、生產(chǎn)工藝等特殊需求，要求其用氣設備頻繁啟閉。在這種情況下，當用氣設備由停機狀態(tài)到運行狀態(tài)或由運行狀態(tài)到停機狀態(tài)時，調(diào)壓器前后壓差發(fā)生變化，此時調(diào)壓器在定壓彈簧的作用下，逐步啟動(或關閉)調(diào)壓器閥口。從定壓彈簧發(fā)揮作用到完全啟動(或關閉)調(diào)壓器閥口，需要一定的響應時間，在這段時間內(nèi)，調(diào)壓器后管段內(nèi)的燃氣壓力將發(fā)生較大的變化。

2　出口壓力瞬間升高對調(diào)壓器的影響

近年來，由于城市用地稀缺，在專用用戶用氣設施配套過程中，一些專用調(diào)壓站緊鄰用戶設備設置。因此，當專用用戶終端燃氣設備(特別是鍋爐等有特殊壓力要求的設備)因自動控制停止使用而瞬間關閉時，管道內(nèi)燃氣壓力瞬間升高，引起調(diào)壓器的切斷閥關閉，調(diào)壓器停止供氣，影響了燃氣的正常供應，給燃氣公司和用戶帶來了不便，甚至造成經(jīng)濟上的損失。

GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》第6．6．10條第6款規(guī)定：當調(diào)壓器出口壓力小于0.08MPa時，調(diào)壓器安全保護裝置的啟動壓力不應大于出口工作壓力上限的1.5倍。而通常為了減少停止供氣給用戶用氣帶來的不便，工作人員往往將該啟動壓力設定為遠高于其規(guī)定值，為出口壓力的4～5倍，甚至更高，以確保調(diào)壓器不間斷供氣。在這種情況下，調(diào)壓器的出口壓力可能遠高于其設定值^[2]。

3　抑制出口壓力瞬間升高的試驗研究

當用戶用氣設備突然停機，會造成調(diào)壓器出口管段內(nèi)壓力瞬間升高，其原因主要是用氣設備的切斷速度極快(切斷時間小于1s)，而調(diào)壓器的閥口關閉速度慢(需3～4s)，調(diào)壓器閥口關閉的響應時間比用戶用氣設備切斷閥的切斷時間長，造成用戶用氣設備切斷后，調(diào)壓器上游還有少量氣體輸送至下游，造成下游管段壓力瞬間升高。如何抑制調(diào)壓器出口壓力的突然上升?本文從在調(diào)壓器出口管段上加裝單向閥、加裝安全放散閥以及調(diào)整用戶端用氣設備控制閥門的關閉程序等3個方面進行試驗研究。

3.1　在高壓器出口管段上加裝單向閥

試驗系統(tǒng)見圖1。

圖1中單向閥閥瓣采用薄鐵板加橡膠的結(jié)構(gòu)，使得閥門在極低的壓差下也能全部打開，而且密封效果好。此外，閥瓣在重力作用下能夠迅速關閉，此單向閥完全能夠滿足設計要求。用戶用氣設備切斷閥采用氣動切斷閥進行模擬。

試驗方法：調(diào)壓器進口壓力設定為0.4MPa，出口壓力設定為4kPa，調(diào)壓器切斷閥的切斷壓力設定為5.2kPa。測壓點位于單向閥下游的壓力表2處。試驗開始時，開啟調(diào)壓器的進口閥門，將通過調(diào)壓器的空氣流量穩(wěn)定在1000m³／h，待壓力和流量穩(wěn)定后，手動切斷氣動切斷閥(切斷閥切斷時間小于1s)。此時發(fā)現(xiàn)壓力表1、壓力表2的壓力值瞬間升高，最大值達到17.23kPa，且兩個壓力表的讀數(shù)基本相同，同時調(diào)壓器停止供氣。

結(jié)論：①氣動切斷閥迅速關閉會導致調(diào)壓器下游管段壓力瞬間升高，通常為正常出口壓力的4～5倍，遠高于調(diào)壓器切斷閥設定的切斷壓力，造成調(diào)壓器停止供氣。②在調(diào)壓器下游管段安裝單向閥，不能抑制下游用氣設備突然關閉導致的調(diào)壓器出口壓力瞬間升高。

3.2　在調(diào)壓器出口管段上加裝安全放散閥

試驗系統(tǒng)見圖2。

在調(diào)壓器和氣動切斷閥之間安裝6個安全放散并，測壓點選在安全放散閥下游的壓力表2處，用戶用氣設備切斷閥采用氣動切斷閥進行模擬。

試驗方法：調(diào)壓器進口壓力設定為0.4MPa，出口壓力設定為7kPa，調(diào)壓器切斷閥的切斷壓力設定為9.8kPa，安全放散閥開啟壓力為8.4kPa。對不開啟安全放散閥、開啟l個安全放散閥、開啟2個安全放散閥及開啟3個安全放散閥這3種工況進行試驗，觀察壓力表2的讀數(shù)，試驗結(jié)果見表1。

結(jié)論：①在調(diào)壓器下游安裝安全放散閥能有效抑制下游用氣設備突然關閉導致的調(diào)壓器出口壓力瞬間升高；②設置1個安全放散閥即可有效抑制調(diào)壓器出口壓力的瞬間升高。

3.3　調(diào)整用戶端用戶設備控制閥門的關閉程序

筆者認為，在調(diào)壓器閥口關閉時間不能調(diào)整的情況下，通過延長用戶用氣設備控制閥門的關閉時間，使因調(diào)壓器延遲關閉輸送到下游管段的燃氣及時進入用戶端用氣設備燃燒掉，這樣調(diào)壓器下游管道內(nèi)就不會形成漲壓，調(diào)壓器出口壓力就不會瞬間升高。

實踐證明，采用PCL控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)用氣設備燃燒器電磁閥和蝶閥的關閉速度，能有效延長用戶用氣設備的關閉時間。當用戶用氣設備停止運行前，PLC控制系統(tǒng)會自控調(diào)節(jié)蝶閥的關閉速度，使進入燃燒器的燃氣量逐漸減少，持續(xù)一段時間(3～4s)后，再將與蝶閥串聯(lián)的電磁閥完全關閉，停止供氣。這樣就不會造成調(diào)壓器出口壓力的瞬間升高。

該PLC控制系統(tǒng)已在上海華普汽車制造廠成功應用，有效解決了該廠調(diào)壓設備與鍋爐近距離(僅4m)布置的調(diào)壓問題，鍋爐停運前無漲壓現(xiàn)象發(fā)生。

4　結(jié)論

對于有著特殊用氣需求的專用用戶，若調(diào)壓站緊鄰其用氣設備設置，當用氣設備因自動控制頻繁啟閉時，會導致調(diào)壓器出口壓力瞬間升高，對調(diào)壓器的運行會產(chǎn)生—定的危害。通過在調(diào)壓器下游管段安裝安全放散閥、延長用戶端用戶設備控制閥門的關閉時間，均能有效抑制下游用氣設備突然關閉導致的調(diào)壓器出口壓力瞬間升高，而在調(diào)壓器下游管段安裝單向閥不能抑制調(diào)壓器出口壓力的瞬間升高。

參考文獻：

[1]馮良，劉書薈，夏星星．燃氣調(diào)壓器建模與動態(tài)仿真[J]．煤氣與熱力，2010，30(1)：A31-A34．

[2]陳功劍，宋峰彬，王麗麗，等．天然氣調(diào)壓器設計原理及影響因素分析[J]．儀表與自動化，2011，29(3)：67-71．

本文作者：婁桂云　魏彬

作者單位：上海燃氣市北銷售有限公司

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