a．計(jì)算說明

設(shè)燃?xì)膺M(jìn)口溫度不變，若調(diào)壓器處于臨界狀態(tài)，體積流量與進(jìn)口絕對(duì)壓力成正比；若調(diào)壓器處于亞臨界狀態(tài)，體積流量取決于進(jìn)出口的絕對(duì)壓力[1]。因此，首先應(yīng)判斷氣體通過調(diào)壓器的流動(dòng)狀態(tài)，假設(shè)轉(zhuǎn)換天然氣之后的流動(dòng)過程屬于亞臨界流動(dòng)狀態(tài)，通過計(jì)算調(diào)壓器的入口壓力，分析出口壓力與進(jìn)口壓力的絕對(duì)壓力比，校核天然氣通過調(diào)壓器的流動(dòng)狀態(tài)。

b．理論計(jì)算

調(diào)壓器的工作流量，可根據(jù)廠家提供的對(duì)某種氣體介質(zhì)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能檢測(cè)后獲得的參數(shù)轉(zhuǎn)換得到，即根據(jù)樣氣在一定的進(jìn)出口壓力下對(duì)應(yīng)的額定流量進(jìn)行計(jì)算。本計(jì)算中將原管道液化石油氣的參數(shù)作為樣氣參數(shù)，根據(jù)流量的計(jì)算公式，計(jì)算轉(zhuǎn)換為天然氣介質(zhì)后的調(diào)壓器的進(jìn)口壓力。

當(dāng)氣體轉(zhuǎn)換時(shí)，亞臨界流動(dòng)狀態(tài)可采用以下公式進(jìn)行計(jì)算[2]：

式中qng——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下天然氣流量，m3／h，取2.5m3／h

q1pg——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下管道液化石油氣流量，m3／h，取2.63m3／h

Dpng——天然氣通過調(diào)壓器的壓力降，Pa

png——天然氣調(diào)壓器出口壓力，Pa，取2000Pa

p0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大氣壓力，Pa，取101325Pa

r1pg——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下液化石油氣的密度，kg／m3，取2.28kg／m3

Dp1pg——液化石油氣通過調(diào)壓器的壓力降，Pa，取17040Pa

p1pg——液化石油氣調(diào)壓器出口壓力，Pa，取2960Pa

rng——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下天然氣的密度，kg／m3，取0.717kg／m3

通過計(jì)算，得出天然氣通過調(diào)壓器的壓力降Dpng為4878Pa，則天然氣調(diào)壓器額定進(jìn)口壓力大于6878Pa時(shí)，可保證額定流量為2.5m3／h的天然氣用量。

c．流動(dòng)狀態(tài)校核

轉(zhuǎn)換天然氣調(diào)壓器進(jìn)口壓力為6878Pa，出口壓力為2000Pa，調(diào)壓器出口與進(jìn)口的絕對(duì)壓力比為0.955>0.5(臨界壓力比的近似值)，由此判斷天然氣的流動(dòng)狀態(tài)為亞臨界流動(dòng)，前文假設(shè)合理。

d．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

由于通過調(diào)壓器前后的氣體狀態(tài)變化比較復(fù)雜，在實(shí)際工程中調(diào)壓器流通能力及調(diào)節(jié)特性還需進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)來確定。實(shí)驗(yàn)中通過改變調(diào)壓器的進(jìn)口壓力，測(cè)定出口壓力，施加熱負(fù)荷，單獨(dú)和同時(shí)開啟單眼、雙眼燃?xì)庠?，觀察燃燒狀態(tài)并記錄壓力波動(dòng)情況。采用天然氣作為工作介質(zhì)的調(diào)壓器實(shí)驗(yàn)試據(jù)見表1。

當(dāng)設(shè)定進(jìn)口壓力較大(工況1)時(shí)，能保證正常燃燒，且壓力波動(dòng)較小；當(dāng)設(shè)定進(jìn)口壓力為3000Pa(工況3)時(shí)，單眼灶和雙眼灶單獨(dú)開啟均能正常燃燒，但兩者同時(shí)開啟時(shí)壓力下降較大，降至1600Pa；當(dāng)設(shè)定進(jìn)口壓力為2600Pa(工況4)時(shí)，兩灶同時(shí)開啟時(shí)出口壓力降至1500Pa，處于燃具穩(wěn)定燃燒所需最小壓力；當(dāng)進(jìn)口壓力繼續(xù)降低(工況5)，單眼灶能保證正常燃燒，但不能滿足兩灶同時(shí)使用。

由此可知，理論計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)工況基本吻合，調(diào)壓器進(jìn)口壓力越高，在保證正常燃燒情況下燃具實(shí)際出口壓力變化越小，而進(jìn)口壓力越小，出口壓力越低，進(jìn)出口壓力差越小。

3　改造實(shí)施方案

在改造工程中擬定了兩套實(shí)施方案：

方案1：參照杭州市濱江區(qū)管道液化石油氣轉(zhuǎn)換天然氣的改造方案，轉(zhuǎn)換天然氣后小區(qū)內(nèi)設(shè)區(qū)域調(diào)壓站，出口壓力統(tǒng)一設(shè)置為大于2000Pa，拆除戶內(nèi)調(diào)壓器，用管道連接。

方案2：為了減少拆除和改造的工作量，戶內(nèi)調(diào)壓器全部保留。轉(zhuǎn)換天然氣后小區(qū)內(nèi)設(shè)區(qū)域調(diào)壓站，出口壓力大于6878Pa，調(diào)整控制調(diào)壓器出口壓力的彈簧，可保證戶內(nèi)調(diào)壓器額定出口壓力為2000Pa。

因方案1實(shí)施會(huì)破壞高檔住宅的裝修，代價(jià)高，最終選擇方案2作為實(shí)施方案，順利完成了該小區(qū)的天然氣轉(zhuǎn)換。至今管網(wǎng)安全運(yùn)行已逾一年，未發(fā)現(xiàn)任何影響正常使用的情況。

4　結(jié)語

①將原有戶內(nèi)調(diào)壓器的使用介質(zhì)由管道液化石油氣改用為天然氣時(shí)，當(dāng)調(diào)壓器的進(jìn)口壓力不低于所需的限定值時(shí)，調(diào)壓器可以正常使用。

②管道液化石油氣的戶內(nèi)調(diào)壓器應(yīng)用天然氣為介質(zhì)時(shí)，在進(jìn)口壓力大于6878Pa時(shí)，可保證2.5m3／h的天然氣流量，滿足雙眼燃?xì)庠詈?/span>8L/min熱水器的熱負(fù)荷。

參考文獻(xiàn)：