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調壓器在天然氣行業中的應用

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調壓器在天然氣行業中的應用

發布日期:2018-11-22 作者: 點擊:

一、調壓器應用範圍

  

在天然氣開采、淨化、輸配等過程中,每一個環節都需要調壓,不同的場合需要選用不同的調壓器,目前所使用的調壓器主要有以下幾種。


(1) 高壓調壓器

高壓調壓器主要用於采氣廠、淨化廠和閥前壓力為6. 4 MPa 以上的場合,這類調壓器大多為國外產品。一個調壓器通常為兩級調壓,以確保調壓的準確性。


(2) 中壓和高壓調壓器

閥前壓力在2. 5~6. 4 MPa 的中壓和高壓調壓器主要用於長輸管道的各個分輸場站。由於長輸管道下遊用戶的用氣壓力差異較大,有的城市沒有儲氣罐,僅靠上遊用戶進行用氣量調峰,因此,閥後壓力一般在0. 6~1. 6 MPa 之間。


(3) 中壓和低壓調壓器

中壓和低壓調壓器主要用於城市門站、鍋爐、直燃機等方麵,該調壓器的閥前壓力為0. 6~2. 5 MPa ,閥後壓力為0. 2~0. 6 MPa 。


(4) 低壓調壓器

低壓調壓器多用於居民樓、家庭廚房等場所。閥前壓力一般在0 . 6MPa 以下, 閥後壓力一般在0. 003~0. 06 MPa 之間。



二、調壓器的工作原理

  

無論用於何種場合,閥前或閥後壓差有多大,一級調壓還是兩級調壓,是直接作用式還是指揮器式,調壓器的工作原理都是力平衡原理,即用調壓彈簧設定出口壓力,當進口壓力與流量發生變化時,出口壓力應穩定在設定值,閥後壓力將隨之變化,並通過內置信號管將這一壓力傳至調壓器薄膜一側。將這一壓力與另一側的彈簧設定壓力進行比較,如果出口壓力低,則彈簧膨脹使閥口增大(閥芯與閥座間距增大) ,通過調節閥的流量增加,出口壓力回升至設定值;反之,調節動作逆向進行。整個壓力在動態中達到平衡。


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三、調壓器的故障及原因分析

  

1、 天然氣中固體顆粒對閥體的衝擊天然氣經過淨化後,氣體中的粉塵、硫化物、水分已經降到了國際標準允許範圍內,但是這些有害物質還會存在,在一定條件下,硫化物將與管道發生反應,生成一些金屬雜質,這些粉塵、雜質在高速通過調壓設備時會對閥芯、閥座產生衝擊,導致設備損壞。


2、 出口壓力設置不合理當出口壓力設置過低時,氣體在閥芯與閥座閉合處的壓差就會增大,如果這種高壓差狀態長期存在,氣體中粉塵和顆粒的衝擊就會加速閥芯、閥座的損壞。當出口壓力設定過高時,閥後的氣量過大,會產生憋壓。這一壓力通過信號管反饋到薄膜,引發彈簧動作,導致新平衡壓力低於設定力,於是彈簧又開始反方向動作,壓力調節變成了一個力平衡過程。在平衡過程中,閥芯來回動作,增加了閥芯的動作次數,即人為地增加了氣體在閥芯和閥座處的壓差,導致該處損壞。這種現象在間斷供氣時特別明顯,在用氣量高峰時,經常被忽視。在這種狀態下,閥後壓力相對穩定,但會產生氣流聲,壓力設定過高,有類似湍流的現象發生。


3、 流量選擇不合適

目前許多用戶選擇調壓器時,總是以當前流量為基準,然後再考慮一定的富裕量。這種選擇並不合理,表麵上看調壓器工作正常,實際上不鏽鋼箱體內的調壓器並沒有處於好的工作狀態。在實際工作中,調壓係統一般為多級調壓,流量曲線會發生畸變,調壓器產生的壓差占整個調壓係統的總壓差比例越小,畸變越嚴重。當發生畸變時,在相對開度一定的情況下,相對流量大於不發生畸變時的理想相對流量,同時調壓器總的流通能力相對降低,這種狀態容易造成閥芯和閥座損壞。



四、預防措施及建議

  

對已建成的管道,可以采取以下措施防止調壓器損壞。


(1) 針對天然氣中灰塵和雜質對閥體的衝擊,對易發生磨損的閥芯、閥座進行特殊處理,將原來的材質由不鏽鋼改為鈷鉻合金,以增加材質的硬度和韌性,同時增加分離器的排汙次數和在調壓器前安裝過濾器,防止灰塵和雜質衝擊閥體。


(2) 對流量特性不合適的調壓閥,通過增大調壓閥的尺寸來增加流通能力,減輕用氣量大時氣體對設備的損害。對於流量變化特別大的係統,在調壓閥前增設流量調節閥,防止過高流量的氣體通過調壓器。對於調節閥,大流量和高壓差對其影響不大,也能起到很好的效果。對新建管道和場站,調壓器一定要安裝過濾器,以消除天然氣中灰塵和雜質的影響。選擇調壓器時,應根據用戶的工藝流量範圍、前後壓差,確定調壓器流量範圍。調壓器的上限流量應當是調壓器計算流量的1. 15~1. 2 倍,而調壓器計算流量應當為工藝管網計算流量的1. 2 倍,以此確定調節器流通能力Cv 值。按照求出的調壓器流通能力值,驗證調壓器的開度。一般上限開度在90 %左右,下限開度不小於10 %。按照求出的調壓器流通能力值,確定調壓器的公稱直徑和閥芯直徑。


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