摘　要：分析調(diào)壓器出口壓力瞬間升高對(duì)調(diào)壓器穩(wěn)定運(yùn)行的影響，通過(guò)試驗(yàn)研究分析了抑制調(diào)壓器出口壓力瞬間升高的幾項(xiàng)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(zhǎng)用戶(hù)端用氣設(shè)備控制閥門(mén)的關(guān)閉時(shí)間，能有效抑制調(diào)壓器出口壓力的瞬間升高。

關(guān)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?xì)庹{(diào)壓器連接著不同壓力級(jí)制的燃?xì)夤芫W(wǎng)，其安全穩(wěn)定運(yùn)行是城市燃?xì)獍踩煽抗?yīng)的保障，對(duì)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義^[1]。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，許多有著特殊用氣需求的專(zhuān)用調(diào)壓器，如大型賓館、大型工業(yè)用戶(hù)等，由于供熱、生產(chǎn)工藝等特殊需求，要求其用氣設(shè)備頻繁啟閉。在這種情況下，當(dāng)用氣設(shè)備由停機(jī)狀態(tài)到運(yùn)行狀態(tài)或由運(yùn)行狀態(tài)到停機(jī)狀態(tài)時(shí)，調(diào)壓器前后壓差發(fā)生變化，此時(shí)調(diào)壓器在定壓彈簧的作用下，逐步啟動(dòng)(或關(guān)閉)調(diào)壓器閥口。從定壓彈簧發(fā)揮作用到完全啟動(dòng)(或關(guān)閉)調(diào)壓器閥口，需要一定的響應(yīng)時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，調(diào)壓器后管段內(nèi)的燃?xì)鈮毫l(fā)生較大的變化。

2　出口壓力瞬間升高對(duì)調(diào)壓器的影響

近年來(lái)，由于城市用地稀缺，在專(zhuān)用用戶(hù)用氣設(shè)施配套過(guò)程中，一些專(zhuān)用調(diào)壓站緊鄰用戶(hù)設(shè)備設(shè)置。因此，當(dāng)專(zhuān)用用戶(hù)終端燃?xì)庠O(shè)備(特別是鍋爐等有特殊壓力要求的設(shè)備)因自動(dòng)控制停止使用而瞬間關(guān)閉時(shí)，管道內(nèi)燃?xì)鈮毫λ查g升高，引起調(diào)壓器的切斷閥關(guān)閉，調(diào)壓器停止供氣，影響了燃?xì)獾恼９?yīng)，給燃?xì)夤竞陀脩?hù)帶來(lái)了不便，甚至造成經(jīng)濟(jì)上的損失。

GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》第6．6．10條第6款規(guī)定：當(dāng)調(diào)壓器出口壓力小于0.08MPa時(shí)，調(diào)壓器安全保護(hù)裝置的啟動(dòng)壓力不應(yīng)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(hù)用氣帶來(lái)的不便，工作人員往往將該啟動(dòng)壓力設(shè)定為遠(yuǎn)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(yuǎn)高于其設(shè)定值^[2]。

3　抑制出口壓力瞬間升高的試驗(yàn)研究

當(dāng)用戶(hù)用氣設(shè)備突然停機(jī)，會(huì)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(shè)備的切斷速度極快(切斷時(shí)間小于1s)，而調(diào)壓器的閥口關(guān)閉速度慢(需3～4s)，調(diào)壓器閥口關(guān)閉的響應(yīng)時(shí)間比用戶(hù)用氣設(shè)備切斷閥的切斷時(shí)間長(zhǎng)，造成用戶(hù)用氣設(shè)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(hù)端用氣設(shè)備控制閥門(mén)的關(guān)閉程序等3個(gè)方面進(jìn)行試驗(yàn)研究。

3.1　在高壓器出口管段上加裝單向閥

試驗(yàn)系統(tǒng)見(jiàn)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(mén)在極低的壓差下也能全部打開(kāi)，而且密封效果好。此外，閥瓣在重力作用下能夠迅速關(guān)閉，此單向閥完全能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。用戶(hù)用氣設(shè)備切斷閥采用氣動(dòng)切斷閥進(jìn)行模擬。

試驗(yàn)方法：調(diào)壓器進(jìn)口壓力設(shè)定為0.4MPa，出口壓力設(shè)定為4kPa，調(diào)壓器切斷閥的切斷壓力設(shè)定為5.2kPa。測(cè)壓點(diǎn)位于單向閥下游的壓力表2處。試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，開(kāi)啟調(diào)壓器的進(jìn)口閥門(mén)，將通過(guò)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(dòng)切斷氣動(dòng)切斷閥(切斷閥切斷時(shí)間小于1s)。此時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力表1、壓力表2的壓力值瞬間升高，最大值達(dá)到17.23kPa，且兩個(gè)壓力表的讀數(shù)基本相同，同時(shí)調(diào)壓器停止供氣。

結(jié)論：①氣動(dòng)切斷閥迅速關(guān)閉會(huì)導(dǎo)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(yuǎn)高于調(diào)壓器切斷閥設(shè)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(shè)備突然關(guān)閉導(dǎo)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(yàn)系統(tǒng)見(jiàn)圖2。

在調(diào)壓器和氣動(dòng)切斷閥之間安裝6個(gè)安全放散并，測(cè)壓點(diǎn)選在安全放散閥下游的壓力表2處，用戶(hù)用氣設(shè)備切斷閥采用氣動(dòng)切斷閥進(jìn)行模擬。

試驗(yàn)方法：調(diào)壓器進(jìn)口壓力設(shè)定為0.4MPa，出口壓力設(shè)定為7kPa，調(diào)壓器切斷閥的切斷壓力設(shè)定為9.8kPa，安全放散閥開(kāi)啟壓力為8.4kPa。對(duì)不開(kāi)啟安全放散閥、開(kāi)啟l個(gè)安全放散閥、開(kāi)啟2個(gè)安全放散閥及開(kāi)啟3個(gè)安全放散閥這3種工況進(jìn)行試驗(yàn)，觀察壓力表2的讀數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)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(shè)備突然關(guān)閉導(dǎo)致的調(diào)壓器出口壓力瞬間升高；②設(shè)置1個(gè)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(hù)端用戶(hù)設(shè)備控制閥門(mén)的關(guān)閉程序

筆者認(rèn)為，在調(diào)壓器閥口關(guān)閉時(shí)間不能調(diào)整的情況下，通過(guò)延長(zhǎng)用戶(hù)用氣設(shè)備控制閥門(mén)的關(guān)閉時(shí)間，使因調(diào)壓器延遲關(guān)閉輸送到下游管段的燃?xì)饧皶r(shí)進(jìn)入用戶(hù)端用氣設(shè)備燃燒掉，這樣調(diào)壓器下游管道內(nèi)就不會(huì)形成漲壓，調(diào)壓器出口壓力就不會(huì)瞬間升高。

實(shí)踐證明，采用PCL控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)用氣設(shè)備燃燒器電磁閥和蝶閥的關(guān)閉速度，能有效延長(zhǎng)用戶(hù)用氣設(shè)備的關(guān)閉時(shí)間。當(dāng)用戶(hù)用氣設(shè)備停止運(yùn)行前，PLC控制系統(tǒng)會(huì)自控調(diào)節(jié)蝶閥的關(guān)閉速度，使進(jìn)入燃燒器的燃?xì)饬恐饾u減少，持續(xù)一段時(shí)間(3～4s)后，再將與蝶閥串聯(lián)的電磁閥完全關(guān)閉，停止供氣。這樣就不會(huì)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(chē)制造廠成功應(yīng)用，有效解決了該廠調(diào)壓設(shè)備與鍋爐近距離(僅4m)布置的調(diào)壓?jiǎn)栴}，鍋爐停運(yùn)前無(wú)漲壓現(xiàn)象發(fā)生。

4　結(jié)論

對(duì)于有著特殊用氣需求的專(zhuān)用用戶(hù)，若調(diào)壓站緊鄰其用氣設(shè)備設(shè)置，當(dāng)用氣設(shè)備因自動(dòng)控制頻繁啟閉時(shí)，會(huì)導(dǎo)致調(diào)壓器出口壓力瞬間升高，對(duì)調(diào)壓器的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生—定的危害。通過(guò)在調(diào)壓器下游管段安裝安全放散閥、延長(zhǎng)用戶(hù)端用戶(hù)設(shè)備控制閥門(mén)的關(guān)閉時(shí)間，均能有效抑制下游用氣設(shè)備突然關(guān)閉導(dǎo)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(xiàn)：

[1]馮良，劉書(shū)薈，夏星星．燃?xì)庹{(diào)壓器建模與動(dòng)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(shè)計(jì)原理及影響因素分析[J]．儀表與自動(dòng)化，2011，29(3)：67-71．

本文作者：婁桂云　魏彬

作者單位：上海燃?xì)馐斜变N(xiāo)售有限公司

  重慶市萬(wàn)州天然氣公司