燃氣調壓器課件

燃氣調壓器場站內的重要設備燃氣調壓器場站內的重要設備1

在此我們將討論?概述?調壓器分類?調壓器基本原理?調壓器主要元件?調壓器受力分析?調壓器技術特性及其影響因素?調壓器型式與分類?調壓器標準與技術特性指標?調壓器流量計算?調壓器實例在此我們將討論?概述2調壓器的定義

調壓器是一種無論氣體的流量和上游壓力如何變化，都能保持下游壓力穩(wěn)定的裝置。調壓器應能夠：1、將上游壓力減低到一個穩(wěn)定的下游壓力；2、當調壓器發(fā)生故障時應能夠限制下游壓力在安全范圍內。調壓器的定義

調壓器是一種無論氣體的流量和上游壓力如何變化，3

為什么需要調壓器理想的燃氣供應系統(tǒng)將氣體從井口輸送到最終用戶不需要調壓器；這樣的理想供應系統(tǒng)得以維持的條件是用戶需求恒定，礦井的供給能力恒定，同時兩者之間是一致的；

這樣的系統(tǒng)實際上不可能存在，為此，相應的裝置-調壓器-應運而生。為什么需要調壓器理想的燃氣供應系統(tǒng)將氣體從井口輸送到最終用4調壓器的功用

調壓器最大的功用是保持燃氣在使用時有穩(wěn)定的壓力，從而保證燃氣用具得到穩(wěn)定的燃空比（燃氣與空氣的配合比例）；燃氣供應系統(tǒng)中使用調壓器將氣體壓力降低并穩(wěn)定在一個能夠使氣體得到安全、經(jīng)濟和高效利用的適當水平上。調壓器的功用

調壓器最大的功用是保持燃氣在使用時有穩(wěn)定的壓力5調壓器基本原理

調壓器的功用是當入口氣體壓力和流過的氣體流量發(fā)生變化時，保持出口壓力的穩(wěn)定。調壓器入口壓力出口壓力不斷變化的氣體消耗量調壓器出口壓力不斷變化的氣體消耗量不斷變化的管網(wǎng)壓力調壓器基本原理

調壓器的功用是當入口氣體壓力和流過的氣體流量6調壓器分類

調壓器的種類較多，可以從適用壓力、用途、作用原理上加以區(qū)分。一、按壓力劃分為了明確表示調壓器的壓力性能，根據(jù)調壓器的進口壓力與出口壓力的級別加以區(qū)分，分為：①低—低壓；②中壓A—低壓；③中壓B—低壓；④中壓A—中壓B；⑤高壓—中壓A；⑥高壓—中壓B；⑦超高—高壓。調壓器分類調壓器的種類較多，可以從適用壓力、用途、作用原理7二、按用途劃分

按用途或供應對象加以區(qū)分，分為：1.區(qū)域調壓器用于供應某一地區(qū)的居民用戶或企事業(yè)單位用戶的調壓器，稱為區(qū)域調壓器。在三級制供氣城市中，一般為高—中壓、中—低壓調壓器。2.專用調壓器調壓器的設置是專供某一單位的特殊需要而設置，如玻璃廠、冶煉廠等大型工業(yè)用戶，他們一般需要高于區(qū)域供應壓力的氣源，因此必須為它們設置專用調壓器。3.用戶調壓器用戶調壓器是一種小型調壓器，一般用于一幢樓或一戶居民。這主要用于高、中壓供氣系統(tǒng)。民用液化石油氣的減壓閥也是一種用戶調壓器。用戶調壓器一般分為高—低，中—低壓兩種。二、按用途劃分

按用途或供應對象加以區(qū)分，分為：8三、按作用原理劃分

調壓器按不同作用原理分為：直接作用式和間接作用式兩種。直接作用式調壓器只依靠敏感元件（薄膜）所感受的出口壓力變化來對閥門進行移動和調節(jié)。敏感元件就是傳動裝置的受力元件，，使調節(jié)閥門移動的能源是被調介質。通俗講，直接作用式調壓器就是直接依靠調壓器薄膜所感受的出口壓力的變化，來移動閥門和進行調節(jié)。使閥門移動和調節(jié)的能量，是被調燃氣的壓力。三、按作用原理劃分

調壓器按不同作用原理分為：直接作用式和間9直接作用式調壓器工作原理圖直接作用式調壓器工作原理圖10間接作用式調壓器工作原理圖間接作用式調壓器是當出口壓力變化時沒，使操縱機構（指揮器）動作，接通能源（或給出信號），使調節(jié)閥門移動。它的敏感元件（即感應出口壓力的元件）和傳動裝置（即受力動作并進行調節(jié)的元件）是分開的。通俗講，間接作用式調壓器就是多了一個指揮器部分。指揮器與調壓器結果相似，也由閥門、皮膜、彈簧等組成。指揮器的作用是放大出口壓力P2升高或降低的信號，從而加快調壓器的動作，提高調壓器的精度和靈敏度。間接作用式調壓器工作原理圖間接作用式調壓器是當出口壓力變11間接作用式調壓器：間接作用式調壓器：12直接作用式調壓器

詳細解說調壓器的設計取決于對其技術特性的定義，通常要考慮到以下特性：壓降及導致壓降的原因盲區(qū)或調壓器如何關閉臨界流量及其與調壓氣供氣能力的關系動作方式及其與調壓精度的關系直接作用式調壓器

詳細解說調壓器的設計取決于對其技術特性的定13調壓器的五個基本元件

5大元件負載元件（彈簧或指揮器）感應元件（皮膜）作用元件（閥瓣/閥口）圍護元件（閥體）信號元件（連接下游管道的信號管）閥塞橡膠軟閥座調壓器的五個基本元件

5大元件負載元件（彈簧或指揮器）感應元14作用元件（閥瓣/閥口）作用元件（閥瓣/閥口）在感應元件的驅動下，對氣體給出可變的約束。閥口的開度基于調壓器下游燃氣的需求量，當下游有用氣需求時，閥口打開；當下游用氣需求為零時，閥口關閉。主閥桿的動作頻率取決于閥口的開/關頻率。作用元件要求具有長期的穩(wěn)定性能、密封性能和可靠的質量。作用元件（閥瓣/閥口）作用元件（閥瓣/閥口）在感應元件15感應元件（皮膜）感應元件（皮膜）用以測量下游工況壓力與要求的壓力之間的差異，感應元件的任何變動度將導致作用元件產(chǎn)生相應的動作。感應元件是動態(tài)元件，要求具有長期的穩(wěn)定性能、密封性能和一定的機械強度。感應元件（皮膜）感應元件（皮膜）用以測量下游工況壓力與要求16

負載元件（彈簧或指揮器）負載元件決定要求的下游壓力。感應元件（皮膜）持續(xù)比較負載元件給出的調節(jié)力和經(jīng)信號管傳遞來的下游壓力，從而將得出的動作指令（打開或關閉）傳遞給作用元件閥瓣，經(jīng)一定周期的動態(tài)過程，兩者趨向協(xié)調，閥瓣趨向穩(wěn)定。負載元件是動態(tài)元件，要求具有長期的穩(wěn)定性能、抗腐蝕性能和可靠的質量。Weight負載元件（彈簧或指揮器）負載元件決定要求的下游壓力。感應17圍護元件（閥體）圍護元件形成調壓器的封閉的空間。圍護結構的主要作用是：-與管道的物理連接物；-對作用元件的機械保護；-對其它功能元件和附件的機械支撐。圍護元件是靜態(tài)元件，要求具有長期的穩(wěn)定性能和抗腐蝕性能。圍護元件（閥體）圍護元件形成調壓器的封閉的空間。圍護結構的18調壓器的受力平衡（直接作用式調壓器）受力原理：向下的力和向上的力的處于平衡狀態(tài)的要求--->燃氣需求量的變化決定下游管網(wǎng)壓力的變化--->向上的力的增大或減小--->閥口開度的變化

++向下的作用力：彈簧力+入口壓力X閥口截面積連接到下游管道的信號管向上的作用力：出口壓力X皮膜截面積+出口壓力X閥口截面積+=調壓器的受力平衡（直接作用式調壓器）受力原理：向下的力和向上19調壓器力平衡分析

調壓器皮膜的受力處于平衡狀態(tài)Pe=100PsigPa=10Psig皮膜面積=10In2FD=(P2)(AD)=(10Psig)(10In2)=100Lb100LbFw=100LbFD=100Lb皮膜調壓器力平衡分析

調壓器皮膜的受力處于平衡狀態(tài)Pe=1020調壓器力平衡分析

調壓器皮膜的受力平衡被打破，下游需求增大，壓力下降。Pe=100PsigPa=9Psig皮膜面積=10In2FD=(P2)(AD)=(9Psig)(10In2)=90Lb100LbFw=100LbFD=90Lb固定的重量會導致鐘擺皮膜調壓器力平衡分析

調壓器皮膜的受力平衡被打破，下游需求增大，21調壓器力平衡分析再平衡Pe=100PsigPa=10Psig皮膜面積=10In2調節(jié)彈簧有利于消除鐘擺，盡快達成新的平衡與大氣連通調壓器力平衡分析再平衡Pe=100PsigPa=122調壓器力平衡分析FS=(K)(X)FD=(P2)(AD)FSFD皮膜皮膜FD=(10Psig)(10in2)=100LbK=彈性系數(shù)=使彈簧的高度壓縮或拉升1inch所需要的力調壓器力平衡分析FS=(K)(X)FSFD皮膜皮膜FD23FD=(9Psig)(102)=90LbFs=(100Lb/In)(X)=90LbK=.9Inch壓縮量彈簧高度回復量=1-.9=.1Inch因此皮膜向下移動.1InchFS=(K)(X)FD=(P2)(AD)FS=FDFSFDFD=(9Psig)(102)=90LbFS=24調壓器力平衡分析Pe=100PsigQ=200SCFHPa=9Psig1InchesFS=90LbFD=90Lb.1’’調壓器力平衡分析Pe=100PsigQ=20025調壓器壓力特性P2Psig050111098200300500理想的壓力曲線實際的壓力曲線P1=100psig理想的調壓器：出口壓力不隨流量的變化而改變流量scfh調壓器壓力特性P205011200300500理想的壓26P2Psig0-50111098200300500理想的壓力曲線P1=100psig400使用輕型彈簧適用重型彈簧調壓器壓力特性使用輕型彈簧任何情況下，盡可能使用輕型彈簧。流量scfhP20-5011200300500理想的壓力曲線P1=127當P2

降至9時FD = P2xAFD = 10x10-100LbFD2 = 9x11=99Lb彈簧的作用力僅改變1Lb因此閥口的移動量很小FD2FD1A=11In.2A=10In.2皮膜對壓降的影響當P2降至9時彈簧的作用力僅改變1LbFD2FD28調壓器參數(shù)調壓器關閉壓力-達成完全關閉的壓力；-零流量時的壓力。調壓器臨界流量-給定作用元件（閥瓣/閥口）的最大流量；-取決于前端壓力Pe和閥口尺寸。調壓器參數(shù)調壓器關閉壓力29調壓器盲區(qū)及臨界流量P2psig111098理想的壓力曲線實際的壓力曲線P1=100psig盲區(qū)臨界流量經(jīng)驗：在滿足流量的前提下，盡可能使用小口徑閥口。流量scfh505000調壓器盲區(qū)及臨界流量P211理想的壓力曲線實際的壓力曲線30壓力信號取樣點Pe=100Psig取壓點P1=100Psig流速In流速OutVenaContracta（靜脈曲張）P2=10PsigPa=10Psig壓力信號取樣點Pe=100Psig取壓點P1=31取壓點對壓力控制精度的影響P2Psig0-50111098200300500P1=100psig400BoostNoboost理想的壓力曲線增加取壓點距離取壓點對壓力控制精度的影響P20-5011200300532出口壓力范圍受限制10%-20%的壓力偏移+最大出口壓力……最大的向上的作用力能夠平衡掉由彈簧和入口壓力X閥口截面積產(chǎn)生的向下的作用力……彈簧的作用力受限于彈簧規(guī)格…….同時，皮膜的直徑是不可變得…...因此，直接作用是調壓器的出口設定壓力范圍是受限制的向上的作用力：出口壓力X皮膜截面積+出口壓力X閥口截面積出口壓力范圍受限制+最大出口壓力……最大的向上的作用33正作用式正作用式34反作用式反作用式35直接作用式調壓器優(yōu)點-結構簡單-響應速度快-成本低缺點-調壓精度較低-壓力控制范圍窄-流通能力較小-由于受皮膜尺寸的限制，難以做到大規(guī)格的閥體應用-小型區(qū)域壓力調節(jié)-工商業(yè)及公福用戶壓力調節(jié)-直燃設備-工礦企業(yè)直接作用式調壓器優(yōu)點36

指揮器作用式調壓器調壓器的設計取決于對其技術特性的定義，通常要考慮到以下特性：調壓精度流通能力盲區(qū)響應速度成本指揮器作用式調壓器調壓器的設計取決于對其技術特性的定義，通37++++=連接到下游管道的信號管調節(jié)壓力來自於指揮器向下的作用力：調節(jié)壓力X皮膜截面積+入口壓力X閥口截面積向上的作用力：出口壓力X皮膜截面積+出口壓力X閥口截面積向下的力和向上的力的處于平衡狀態(tài)的要求--->燃氣需求量的變化決定下游管網(wǎng)壓力的變化--->向上的力的增大或減小--->閥口開度的變化

++++=連接到下游管道的信號管調節(jié)壓力來自於指揮器向下的作38PePa大氣排氣型PePa大氣排氣型39大氣排氣型優(yōu)缺點大氣排氣型優(yōu)點-壓力控制精度高-出口壓力范圍大-流通能力大缺點-對外排氣比較危險-對外排氣有浪費-成本高大氣排氣型優(yōu)缺點大氣排氣型40P1下游排氣型P1下游排氣型41下游排氣型優(yōu)缺點優(yōu)點-壓力控制精度高-出口壓力范圍大-流通能力大缺點-響應速度慢-成本高下游排氣型優(yōu)缺點優(yōu)點42下游排氣雙作用式下游排氣雙作用式43下游排氣軸流式（IGA）下游排氣軸流式（IGA）44軸流式調壓器優(yōu)缺點優(yōu)點-很高的調壓精度-很寬的壓力控制范圍-流通能力大-能夠做到較大的閥體尺寸-比壓力調節(jié)閥便宜缺點-響應速度慢-成本高應用-地區(qū)型分輸壓力調節(jié)-城市門站-燃氣透平-大型直燃設備-大型工礦企業(yè)軸流式調壓器優(yōu)缺點優(yōu)點45調壓器基本特性與相關標準標準精度壓力控制與流通特性調壓器基本特性與相關標準標準46基礎標準歐洲

EN334法國

GazdeFranceapproval

德國

DVGWapproval

(DIN3380/3381)荷蘭

Gasunieapproval意大利

Snam/Italgas (UNI-CIG)英國

BritishGasapproval

BS西班牙

GasNaturalapproval

(UNE60402/60403)

調壓器沒有通用的國際標準

本地客戶的要求、相競爭的產(chǎn)品、本地標準以及本地的法規(guī)要求均可以作為調壓器的設計條件。中國

GB16802CJ274-2008基礎標準歐洲 EN334法國 47主要定義及符號

Pe=入口壓力(1bar=105Pascal=14,5psig)

Pa=出口壓力 標準狀況=絕對壓力為1,01325bar且t=15°C（歐洲或北美）或t=20°C（中國）Q=流量范圍(1m3/h=35,1SCFH)Pas=出口壓力設定值Pf=關閉壓力。流量Q=0時的壓力Wh=彈簧的可設定壓力范圍Wa=調壓器的可設定壓力范圍RG(AC)=精度等級，最大的出口壓力波動許可范圍SG=關閉壓力精度等級，Pf與Pas之間許可的最大壓差SZ=關閉壓力等級范圍，Qmin/Qmax時的SG的%KG/CG=流量特性主要定義及符號

Pe=入口壓力(1bar=10548壓力范圍與等級

Class Pzul(bar) Class Pzul(bar)

PN16 16 ANSI150 19,2 PN25 25 ANSI300 51 PN40 40 ANSI600102 PN64 64 PN100100 Pzul=最大允許工作壓力(入口壓力)壓力范圍與等級 Class Pzul(bar) Cl49調壓精度0Pas流量范圍出口壓力理想的調壓器能夠滿足不管入口壓力如何變化，當流量從0增加到時，均能保持出口壓力的穩(wěn)定。調壓精度0Pas流量范圍出口壓力理想的調壓器能夠滿足不管50285315Pas=300Pf=330PainmbarQmin=10%ofQmaxAC5AC5SG10QmaxQinm3/h臨界點SZ調壓精度285315Pas=300Pf=330Painm51調壓精度等級RG(#)

class 允許的壓力偏移

設定壓力的%RG1 1%(*)RG2,5 2,5%(*)RG5 5%(*)RG10 10%RG20 20%RG30 30%(#)也可用AC表示(*)但不低于1mbar調壓精度等級RG(#)class 允許的壓力偏移R52關閉壓力精度等級SG

class 允許的壓力偏移

設定壓力的%SG2,5 +2,5%(*)SG5 +5%(*)SG10 +10%SG20 +20%SG30 +30%SG50 +50%(*)但不低于1mbar關閉壓力精度等級SGclass 允許的壓力偏移SG53關閉壓力等級范圍SZ

class 限制值% Qmax/QminSZ2,5 2,5%SZ5 5%SZ10 10%SZ20 20%關閉壓力等級范圍SZclass 限制值54調壓器流量特性系數(shù)Cg調壓器的流量特性系數(shù)Cg或Kg主要用于調壓器的選型計算。Cg值調壓器閥口全開時，壓力為1個標準大氣壓、溫度為15°C、相對密度為0.6的天然氣的通過量（Sm3/h)。對于英制單位，則為調壓器閥口全開時，壓力為psia、溫度為60°F、相對密度為0.6的天然氣的通過量（SCFH)。調壓器流量特性系數(shù)Cg調壓器的流量特性系數(shù)Cg或K55調壓器流量計算按照EN3346.2的規(guī)定，調壓器流量計算可按以下方式（誤差<10%）：低于臨界點Pe/Pa≤2Q=Cg13.15d(te+273)Pa(Pe-Pa)大于臨界點Pe/Pa＞2Q=CgPe213.15d(te+273)式中：Q 流量范圍(Sm3/h)Pe

入口壓力(barabs)Pa

出口壓力(barabs)Cg 流量特性系數(shù)te 入口側氣體溫度(°C)d

氣體相對密度(天然氣為0.6)調壓器流量計算按照EN3346.2的規(guī)定，調壓器流量計56調壓器實例（直接作用式）調壓器實例（直接作用式）57調壓器實例（直接作用式）調壓器實例（直接作用式）58調壓器實例（直接作用式）調壓器實例（直接作用式）59調壓器實例（直接作用式）-國產(chǎn)調壓器實例（直接作用式）-國產(chǎn)60調壓器實例（間接作用式）調壓器實例（間接作用式）61調壓器實例（間接作用式）調壓器實例（間接作用式）62調壓器實例（間接作用式軸流式）調壓器實例（間接作用式軸流式）63調壓器實例（間接作用式軸流式）調壓器實例（間接作用式軸流式）64切斷閥實例切斷閥實例65樓棟調壓箱樓棟調壓箱66國產(chǎn)區(qū)域調壓柜國產(chǎn)區(qū)域調壓柜672+0調壓撬2+0調壓撬681+1調壓撬1+1調壓撬69鍋爐用調壓柜鍋爐用調壓柜70撬裝調壓器撬裝調壓器71集成場站調壓撬集成場站調壓撬72集成場站調壓撬集成場站調壓撬73分離器分離器74匯管及收發(fā)球裝置匯管及收發(fā)球裝置75謝謝大家！

2012、2謝謝大家！

2012、276燃氣調壓器場站內的重要設備燃氣調壓器場站內的重要設備77

在此我們將討論?概述?調壓器分類?調壓器基本原理?調壓器主要元件?調壓器受力分析?調壓器技術特性及其影響因素?調壓器型式與分類?調壓器標準與技術特性指標?調壓器流量計算?調壓器實例在此我們將討論?概述78調壓器的定義

調壓器是一種無論氣體的流量和上游壓力如何變化，都能保持下游壓力穩(wěn)定的裝置。調壓器應能夠：1、將上游壓力減低到一個穩(wěn)定的下游壓力；2、當調壓器發(fā)生故障時應能夠限制下游壓力在安全范圍內。調壓器的定義

調壓器是一種無論氣體的流量和上游壓力如何變化，79

為什么需要調壓器理想的燃氣供應系統(tǒng)將氣體從井口輸送到最終用戶不需要調壓器；這樣的理想供應系統(tǒng)得以維持的條件是用戶需求恒定，礦井的供給能力恒定，同時兩者之間是一致的；

這樣的系統(tǒng)實際上不可能存在，為此，相應的裝置-調壓器-應運而生。為什么需要調壓器理想的燃氣供應系統(tǒng)將氣體從井口輸送到最終用80調壓器的功用

調壓器最大的功用是保持燃氣在使用時有穩(wěn)定的壓力，從而保證燃氣用具得到穩(wěn)定的燃空比（燃氣與空氣的配合比例）；燃氣供應系統(tǒng)中使用調壓器將氣體壓力降低并穩(wěn)定在一個能夠使氣體得到安全、經(jīng)濟和高效利用的適當水平上。調壓器的功用

調壓器最大的功用是保持燃氣在使用時有穩(wěn)定的壓力81調壓器基本原理

調壓器的功用是當入口氣體壓力和流過的氣體流量發(fā)生變化時，保持出口壓力的穩(wěn)定。調壓器入口壓力出口壓力不斷變化的氣體消耗量調壓器出口壓力不斷變化的氣體消耗量不斷變化的管網(wǎng)壓力調壓器基本原理

調壓器的功用是當入口氣體壓力和流過的氣體流量82調壓器分類

調壓器的種類較多，可以從適用壓力、用途、作用原理上加以區(qū)分。一、按壓力劃分為了明確表示調壓器的壓力性能，根據(jù)調壓器的進口壓力與出口壓力的級別加以區(qū)分，分為：①低—低壓；②中壓A—低壓；③中壓B—低壓；④中壓A—中壓B；⑤高壓—中壓A；⑥高壓—中壓B；⑦超高—高壓。調壓器分類調壓器的種類較多，可以從適用壓力、用途、作用原理83二、按用途劃分

按用途或供應對象加以區(qū)分，分為：1.區(qū)域調壓器用于供應某一地區(qū)的居民用戶或企事業(yè)單位用戶的調壓器，稱為區(qū)域調壓器。在三級制供氣城市中，一般為高—中壓、中—低壓調壓器。2.專用調壓器調壓器的設置是專供某一單位的特殊需要而設置，如玻璃廠、冶煉廠等大型工業(yè)用戶，他們一般需要高于區(qū)域供應壓力的氣源，因此必須為它們設置專用調壓器。3.用戶調壓器用戶調壓器是一種小型調壓器，一般用于一幢樓或一戶居民。這主要用于高、中壓供氣系統(tǒng)。民用液化石油氣的減壓閥也是一種用戶調壓器。用戶調壓器一般分為高—低，中—低壓兩種。二、按用途劃分

按用途或供應對象加以區(qū)分，分為：84三、按作用原理劃分

調壓器按不同作用原理分為：直接作用式和間接作用式兩種。直接作用式調壓器只依靠敏感元件（薄膜）所感受的出口壓力變化來對閥門進行移動和調節(jié)。敏感元件就是傳動裝置的受力元件，，使調節(jié)閥門移動的能源是被調介質。通俗講，直接作用式調壓器就是直接依靠調壓器薄膜所感受的出口壓力的變化，來移動閥門和進行調節(jié)。使閥門移動和調節(jié)的能量，是被調燃氣的壓力。三、按作用原理劃分

調壓器按不同作用原理分為：直接作用式和間85直接作用式調壓器工作原理圖直接作用式調壓器工作原理圖86間接作用式調壓器工作原理圖間接作用式調壓器是當出口壓力變化時沒，使操縱機構（指揮器）動作，接通能源（或給出信號），使調節(jié)閥門移動。它的敏感元件（即感應出口壓力的元件）和傳動裝置（即受力動作并進行調節(jié)的元件）是分開的。通俗講，間接作用式調壓器就是多了一個指揮器部分。指揮器與調壓器結果相似，也由閥門、皮膜、彈簧等組成。指揮器的作用是放大出口壓力P2升高或降低的信號，從而加快調壓器的動作，提高調壓器的精度和靈敏度。間接作用式調壓器工作原理圖間接作用式調壓器是當出口壓力變87間接作用式調壓器：間接作用式調壓器：88直接作用式調壓器

詳細解說調壓器的設計取決于對其技術特性的定義，通常要考慮到以下特性：壓降及導致壓降的原因盲區(qū)或調壓器如何關閉臨界流量及其與調壓氣供氣能力的關系動作方式及其與調壓精度的關系直接作用式調壓器

詳細解說調壓器的設計取決于對其技術特性的定89調壓器的五個基本元件

5大元件負載元件（彈簧或指揮器）感應元件（皮膜）作用元件（閥瓣/閥口）圍護元件（閥體）信號元件（連接下游管道的信號管）閥塞橡膠軟閥座調壓器的五個基本元件

5大元件負載元件（彈簧或指揮器）感應元90作用元件（閥瓣/閥口）作用元件（閥瓣/閥口）在感應元件的驅動下，對氣體給出可變的約束。閥口的開度基于調壓器下游燃氣的需求量，當下游有用氣需求時，閥口打開；當下游用氣需求為零時，閥口關閉。主閥桿的動作頻率取決于閥口的開/關頻率。作用元件要求具有長期的穩(wěn)定性能、密封性能和可靠的質量。作用元件（閥瓣/閥口）作用元件（閥瓣/閥口）在感應元件91感應元件（皮膜）感應元件（皮膜）用以測量下游工況壓力與要求的壓力之間的差異，感應元件的任何變動度將導致作用元件產(chǎn)生相應的動作。感應元件是動態(tài)元件，要求具有長期的穩(wěn)定性能、密封性能和一定的機械強度。感應元件（皮膜）感應元件（皮膜）用以測量下游工況壓力與要求92

負載元件（彈簧或指揮器）負載元件決定要求的下游壓力。感應元件（皮膜）持續(xù)比較負載元件給出的調節(jié)力和經(jīng)信號管傳遞來的下游壓力，從而將得出的動作指令（打開或關閉）傳遞給作用元件閥瓣，經(jīng)一定周期的動態(tài)過程，兩者趨向協(xié)調，閥瓣趨向穩(wěn)定。負載元件是動態(tài)元件，要求具有長期的穩(wěn)定性能、抗腐蝕性能和可靠的質量。Weight負載元件（彈簧或指揮器）負載元件決定要求的下游壓力。感應93圍護元件（閥體）圍護元件形成調壓器的封閉的空間。圍護結構的主要作用是：-與管道的物理連接物；-對作用元件的機械保護；-對其它功能元件和附件的機械支撐。圍護元件是靜態(tài)元件，要求具有長期的穩(wěn)定性能和抗腐蝕性能。圍護元件（閥體）圍護元件形成調壓器的封閉的空間。圍護結構的94調壓器的受力平衡（直接作用式調壓器）受力原理：向下的力和向上的力的處于平衡狀態(tài)的要求--->燃氣需求量的變化決定下游管網(wǎng)壓力的變化--->向上的力的增大或減小--->閥口開度的變化

++向下的作用力：彈簧力+入口壓力X閥口截面積連接到下游管道的信號管向上的作用力：出口壓力X皮膜截面積+出口壓力X閥口截面積+=調壓器的受力平衡（直接作用式調壓器）受力原理：向下的力和向上95調壓器力平衡分析

調壓器皮膜的受力處于平衡狀態(tài)Pe=100PsigPa=10Psig皮膜面積=10In2FD=(P2)(AD)=(10Psig)(10In2)=100Lb100LbFw=100LbFD=100Lb皮膜調壓器力平衡分析

調壓器皮膜的受力處于平衡狀態(tài)Pe=1096調壓器力平衡分析

調壓器皮膜的受力平衡被打破，下游需求增大，壓力下降。Pe=100PsigPa=9Psig皮膜面積=10In2FD=(P2)(AD)=(9Psig)(10In2)=90Lb100LbFw=100LbFD=90Lb固定的重量會導致鐘擺皮膜調壓器力平衡分析

調壓器皮膜的受力平衡被打破，下游需求增大，97調壓器力平衡分析再平衡Pe=100PsigPa=10Psig皮膜面積=10In2調節(jié)彈簧有利于消除鐘擺，盡快達成新的平衡與大氣連通調壓器力平衡分析再平衡Pe=100PsigPa=198調壓器力平衡分析FS=(K)(X)FD=(P2)(AD)FSFD皮膜皮膜FD=(10Psig)(10in2)=100LbK=彈性系數(shù)=使彈簧的高度壓縮或拉升1inch所需要的力調壓器力平衡分析FS=(K)(X)FSFD皮膜皮膜FD99FD=(9Psig)(102)=90LbFs=(100Lb/In)(X)=90LbK=.9Inch壓縮量彈簧高度回復量=1-.9=.1Inch因此皮膜向下移動.1InchFS=(K)(X)FD=(P2)(AD)FS=FDFSFDFD=(9Psig)(102)=90LbFS=100調壓器力平衡分析Pe=100PsigQ=200SCFHPa=9Psig1InchesFS=90LbFD=90Lb.1’’調壓器力平衡分析Pe=100PsigQ=200101調壓器壓力特性P2Psig050111098200300500理想的壓力曲線實際的壓力曲線P1=100psig理想的調壓器：出口壓力不隨流量的變化而改變流量scfh調壓器壓力特性P205011200300500理想的壓102P2Psig0-50111098200300500理想的壓力曲線P1=100psig400使用輕型彈簧適用重型彈簧調壓器壓力特性使用輕型彈簧任何情況下，盡可能使用輕型彈簧。流量scfhP20-5011200300500理想的壓力曲線P1=1103當P2

降至9時FD = P2xAFD = 10x10-100LbFD2 = 9x11=99Lb彈簧的作用力僅改變1Lb因此閥口的移動量很小FD2FD1A=11In.2A=10In.2皮膜對壓降的影響當P2降至9時彈簧的作用力僅改變1LbFD2FD104調壓器參數(shù)調壓器關閉壓力-達成完全關閉的壓力；-零流量時的壓力。調壓器臨界流量-給定作用元件（閥瓣/閥口）的最大流量；-取決于前端壓力Pe和閥口尺寸。調壓器參數(shù)調壓器關閉壓力105調壓器盲區(qū)及臨界流量P2psig111098理想的壓力曲線實際的壓力曲線P1=100psig盲區(qū)臨界流量經(jīng)驗：在滿足流量的前提下，盡可能使用小口徑閥口。流量scfh505000調壓器盲區(qū)及臨界流量P211理想的壓力曲線實際的壓力曲線106壓力信號取樣點Pe=100Psig取壓點P1=100Psig流速In流速OutVenaContracta（靜脈曲張）P2=10PsigPa=10Psig壓力信號取樣點Pe=100Psig取壓點P1=107取壓點對壓力控制精度的影響P2Psig0-50111098200300500P1=100psig400BoostNoboost理想的壓力曲線增加取壓點距離取壓點對壓力控制精度的影響P20-50112003005108出口壓力范圍受限制10%-20%的壓力偏移+最大出口壓力……最大的向上的作用力能夠平衡掉由彈簧和入口壓力X閥口截面積產(chǎn)生的向下的作用力……彈簧的作用力受限于彈簧規(guī)格…….同時，皮膜的直徑是不可變得…...因此，直接作用是調壓器的出口設定壓力范圍是受限制的向上的作用力：出口壓力X皮膜截面積+出口壓力X閥口截面積出口壓力范圍受限制+最大出口壓力……最大的向上的作用109正作用式正作用式110反作用式反作用式111直接作用式調壓器優(yōu)點-結構簡單-響應速度快-成本低缺點-調壓精度較低-壓力控制范圍窄-流通能力較小-由于受皮膜尺寸的限制，難以做到大規(guī)格的閥體應用-小型區(qū)域壓力調節(jié)-工商業(yè)及公福用戶壓力調節(jié)-直燃設備-工礦企業(yè)直接作用式調壓器優(yōu)點112

指揮器作用式調壓器調壓器的設計取決于對其技術特性的定義，通常要考慮到以下特性：調壓精度流通能力盲區(qū)響應速度成本指揮器作用式調壓器調壓器的設計取決于對其技術特性的定義，通113++++=連接到下游管道的信號管調節(jié)壓力來自於指揮器向下的作用力：調節(jié)壓力X皮膜截面積+入口壓力X閥口截面積向上的作用力：出口壓力X皮膜截面積+出口壓力X閥口截面積向下的力和向上的力的處于平衡狀態(tài)的要求--->燃氣需求量的變化決定下游管網(wǎng)壓力的變化--->向上的力的增大或減小--->閥口開度的變化

++++=連接到下游管道的信號管調節(jié)壓力來自於指揮器向下的作114PePa大氣排氣型PePa大氣排氣型115大氣排氣型優(yōu)缺點大氣排氣型優(yōu)點-壓力控制精度高-出口壓力范圍大-流通能力大缺點-對外排氣比較危險-對外排氣有浪費-成本高大氣排氣型優(yōu)缺點大氣排氣型116P1下游排氣型P1下游排氣型117下游排氣型優(yōu)缺點優(yōu)點-壓力控制精度高-出口壓力范圍大-流通能力大缺點-響應速度慢-成本高下游排氣型優(yōu)缺點優(yōu)點118下游排氣雙作用式下游排氣雙作用式119下游排氣軸流式（IGA）下游排氣軸流式（IGA）120軸流式調壓器優(yōu)缺點優(yōu)點-很高的調壓精度-很寬的壓力控制范圍-流通能力大-能夠做到較大的閥體尺寸-比壓力調節(jié)閥便宜缺點-響應速度慢-成本高應用-地區(qū)型分輸壓力調節(jié)-城市門站-燃氣透平-大型直燃設備-大型工礦企業(yè)軸流式調壓器優(yōu)缺點優(yōu)點121調壓器基本特性與相關標準標準精度壓力控制與流通特性調壓器基本特性與相關標準標準122基礎標準歐洲

EN334法國

GazdeFranceapproval

德國

DVGWapproval

(DIN3380/3381)荷蘭

Gasunieapproval意大利

Snam/Italgas (UNI-CIG)英國

BritishGasapproval

BS西班牙

GasNaturalapproval

(UNE60402/60403)

調壓器沒有通用的國際標準

本地客戶的要求、相競爭的產(chǎn)品、本地標準以及本地的法規(guī)要求均可以作為調壓器的設計條件。中國

GB16802CJ274-2008基礎標準歐洲 EN334法國 123主要定義及符號

Pe=入口壓力(1bar=105Pascal=14,5psig)

Pa=出口壓力 標準狀況=絕對壓力為1,01325bar且t=15°C（歐洲或北美）或t=20°C（中國）Q=流量范圍(1m3/h=35,1SCFH)Pas=出口壓力設定值Pf=關閉壓力。流量Q=0時的壓力Wh=彈簧的可設定壓力范圍Wa=調壓器的可設定壓力范圍RG(AC)=精度等級，最大的出口壓力波動許可范圍SG=關閉壓力精度等級，Pf與Pas之間許可的最大壓差SZ=關閉壓力等級范圍，Qmin/Qmax時的SG的%KG/CG=流量特性主要定義及符號

Pe=入口壓力(1bar=105124壓力范圍與等級

Class Pzul(bar) Class Pzul(bar)

PN16 16 ANSI150 19,2 PN25 25 ANSI300 51 PN40 40 ANSI600102 PN64 64 PN100100 Pzul=最大