城市天然氣工程第九章燃?xì)獾恼{(diào)壓燃?xì)獾膬?chǔ)存

燃?xì)獾膲毫φ{(diào)理、燃?xì)鈨?chǔ)存第一節(jié)燃?xì)庹{(diào)壓器第二節(jié)調(diào)理機(jī)構(gòu)的計(jì)算第三節(jié)燃?xì)庹{(diào)壓站的布置第四節(jié)儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣第五節(jié)長輸管線末端儲(chǔ)氣第一節(jié)燃?xì)庹{(diào)壓器一、調(diào)壓器的任務(wù)原理1、調(diào)壓器的作用燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的壓力工況是利用調(diào)壓器來控制的，調(diào)壓器的作用是根據(jù)燃?xì)獾男栌们闆r將燃?xì)庹{(diào)至不同的壓力。調(diào)壓器安設(shè)在氣源廠、燃?xì)鈮核驼?、分配站、?chǔ)配站、不同壓力機(jī)制管網(wǎng)間的調(diào)壓站、用戶處等。一切燃?xì)庹{(diào)壓器均是將較高的壓力調(diào)至較低的壓力，是一個(gè)降壓設(shè)備。一、調(diào)壓器的任務(wù)原理2、調(diào)壓器的任務(wù)過程如以下圖，燃?xì)庾饔糜诒∧ど系牧Π聪率接?jì)算：調(diào)理閥門的平衡條件為：一、調(diào)壓器的任務(wù)原理當(dāng)出口處的用氣量添加或入口壓力降低時(shí)，燃?xì)獬隹趬毫降低，呵斥N<Wg，系統(tǒng)失去平衡。此時(shí)薄膜下降，使閥門開大，燃?xì)饬髁刻砑?，使壓力恢?fù)平衡形狀。當(dāng)出口處的用氣量減少或入口壓力添加時(shí)，燃?xì)獬隹趬毫升高，呵斥N>Wg，此時(shí)薄膜上升，帶動(dòng)閥門使開度減小，燃?xì)饬髁繙p小，因此又逐漸使壓力恢復(fù)到原來的形狀。不論用氣量及入口壓力如何變化，調(diào)壓器都可經(jīng)過重塊或彈簧的調(diào)理作用，自動(dòng)堅(jiān)持穩(wěn)定的出口壓力。所以整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)自調(diào)系統(tǒng)。一、調(diào)壓器的任務(wù)原理3、自調(diào)系統(tǒng)的任務(wù)原理首先由薄膜測出出口壓力，然后經(jīng)過薄膜將這個(gè)壓力和重塊或彈簧力進(jìn)展比較，依托兩者之間的差值，經(jīng)過薄膜及其銜接的閥桿帶動(dòng)閥芯上下挪動(dòng)，調(diào)理調(diào)壓器出口處的管道壓力。自調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成：丈量元件〔敏感元件〕、傳動(dòng)安裝、調(diào)理機(jī)構(gòu)和調(diào)理對象〔出口處的燃?xì)夤艿馈场Ｒ娨韵聢D。一、調(diào)壓器的任務(wù)原理在上圖中，調(diào)壓器的出口壓力為被調(diào)參數(shù)，也就是調(diào)理對象的輸出信號(hào)。引起被調(diào)參數(shù)變化的要素是用氣量或進(jìn)口壓力的改動(dòng)，稱為干擾作用，也是作用于調(diào)理對象上的輸入信號(hào)。經(jīng)過調(diào)理機(jī)構(gòu)的流量就是作用于調(diào)理對象并實(shí)現(xiàn)調(diào)理作用的參數(shù)，稱為調(diào)理參數(shù)。當(dāng)外界給一個(gè)干擾信號(hào)時(shí)，被調(diào)參數(shù)發(fā)生變化，傳給丈量元件，丈量元件發(fā)出一個(gè)信號(hào)與給定值比較，得到偏向信號(hào)，并被送給傳動(dòng)安裝，傳動(dòng)安裝發(fā)出位移信號(hào)給調(diào)理機(jī)構(gòu)使閥門動(dòng)作，并向調(diào)理對象輸出一個(gè)調(diào)理作用信號(hào)抑制干擾作用影響。二、調(diào)壓器的分類按作用方式分類：直接作用式調(diào)壓器、間接作用式調(diào)壓器。按用途或運(yùn)用對象分類：區(qū)域調(diào)壓器、公用調(diào)壓器、用戶調(diào)壓器。按進(jìn)出口壓力分類：高高壓、高中壓、高低壓調(diào)壓器，中中壓、中低壓調(diào)壓器及低低壓調(diào)壓器。二、調(diào)壓器的分類1、直接作用式調(diào)壓器液化石油氣減壓器，直接銜接在液化石油氣鋼瓶的角閥上，流量0～0.6m3/h。用戶調(diào)壓器，運(yùn)用于集體食堂、餐飲效力行業(yè)、用氣量不大的工業(yè)用戶及居民點(diǎn)。二、調(diào)壓器的分類2、間接作用式調(diào)壓器用于流量較大的區(qū)域調(diào)壓站中，由指揮器和主調(diào)壓器組成。種類很多，有軸流式調(diào)壓器、曲流式調(diào)壓器、自力式調(diào)壓器、雷諾式調(diào)壓器等。根據(jù)出口壓力的變化，經(jīng)過指揮器控制中間壓力的改動(dòng)，由中間壓力和主調(diào)壓器的彈簧比較控制主調(diào)壓器的操作。二、調(diào)壓器的分類曲流式調(diào)壓器任務(wù)原理：調(diào)壓器尚未任務(wù)時(shí)，指揮器呈松開形狀，閥口11完全翻開，閥口13為封鎖形狀。燃?xì)饨?jīng)閥口11、孔口12流進(jìn)調(diào)壓器環(huán)狀腔室，此時(shí)P1=P3，橡膠套靠本身彈性使調(diào)壓器呈封鎖形狀。調(diào)壓器啟動(dòng)時(shí)，調(diào)理指揮器彈簧，閥桿向左側(cè)挪動(dòng)，閥口11關(guān)小，閥口13翻開，指揮壓力P3降低，依托壓力差P1－P3使橡膠套開啟。繼續(xù)調(diào)理指揮器彈簧，將出口壓力P2調(diào)至所需值。當(dāng)進(jìn)口壓力降低或出口負(fù)荷添加時(shí)，出口壓力P2降低，指揮器橡膠膜片帶動(dòng)閥桿向左挪動(dòng)，閥口11開度減小，閥口13開度增大，指揮壓力P3減小，主調(diào)壓器開度增大，P2升高，恢復(fù)到給定值。第二節(jié)調(diào)壓器的計(jì)算燃?xì)饬鹘?jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)時(shí)，如壓降不大，燃?xì)獾拿芏瓤珊雎圆挥?jì)，計(jì)算時(shí)看作不可緊縮流體；如壓降相當(dāng)大時(shí)，應(yīng)思索燃?xì)饷芏鹊淖兓?，為可緊縮流體。當(dāng),忽略燃?xì)獾木o縮性；當(dāng)時(shí)，應(yīng)思索燃?xì)獾木o縮性。為調(diào)壓器的壓力降，P1是調(diào)壓器的入口壓力。一、不可緊縮流體的計(jì)算不可緊縮流體經(jīng)過調(diào)壓器時(shí)壓力降可由下式計(jì)算：當(dāng)采用以下單位：Q為m3/h,F為cm2，壓降為MPa，密度為kg/m3。公式為如下方式：一、不可緊縮流體的計(jì)算當(dāng)介質(zhì)密度為1000kg/m3，壓降為0.0981MPa時(shí)，流經(jīng)調(diào)理閥門的小時(shí)流量稱為調(diào)壓器的流通才干系數(shù)，用C表示。二、可緊縮流體的計(jì)算在計(jì)算節(jié)流機(jī)構(gòu)的流量時(shí)，應(yīng)思索燃?xì)饷芏鹊淖兓蛯硐霘怏w定律的偏離。將燃?xì)饨?jīng)過節(jié)流閥門的流動(dòng)看作孔口出流，那么流量可由下式求得：出流速度可由下式求得：二、可緊縮流體的計(jì)算采用如下單位，Q0為m3/h，P1和壓降為MPa，流量公式為臨界壓力比：當(dāng)調(diào)壓器前后壓力比減小時(shí)，流量和流速會(huì)添加，但當(dāng)其減小到某一值時(shí)，流量和流速到達(dá)最大值，此壓力比稱為臨界壓力比。分為臨界形狀和亞臨界形狀?？諝獾膶?shí)驗(yàn)和實(shí)際參數(shù)如下：臨界壓力比的修正系數(shù)：0.91天然氣的絕熱指數(shù)為：1.3二、可緊縮流體的計(jì)算臨界形狀流量公式如下假照實(shí)驗(yàn)調(diào)壓器時(shí)所用參數(shù)用以下符號(hào)表示亞臨界形狀和臨界形狀的換算公式分別為二、可緊縮流體的計(jì)算以上公式計(jì)算得出的流量是在能夠的最小進(jìn)口壓力P1、閥門完全開啟時(shí)的最大流量。在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，調(diào)壓器閥門不宜處在完全開啟形狀，調(diào)壓器的計(jì)算流量與最大流量的關(guān)系為：Qmax=1.15~1.2QP二、可緊縮流體的計(jì)算例題：選用調(diào)壓器的阻力為0.048MPa，出口絕對壓力P2=0.1053MPa。密度為0.7kg/Nm3；給出調(diào)壓器實(shí)驗(yàn)值為求選用調(diào)壓器的流量。第三節(jié)燃?xì)庹{(diào)壓站的布置一、調(diào)壓站的構(gòu)成1、調(diào)壓站通常由調(diào)壓器、閥門、過濾器、平安安裝、旁通管及丈量儀表組成。有些站裝有計(jì)量設(shè)備，稱為調(diào)壓計(jì)量站。平安安裝為防止用氣負(fù)荷為零而調(diào)壓器封鎖不嚴(yán)，或調(diào)壓器中的薄膜破裂及調(diào)壓系統(tǒng)失靈時(shí)出口壓力升高，危及設(shè)備的正常任務(wù)。有平安切斷閥和平安放散閥。第三節(jié)燃?xì)庹{(diào)壓站的布置2、調(diào)壓器的串聯(lián)安裝〔監(jiān)視器安裝〕備用調(diào)壓器2的給定出口壓力略高于正常任務(wù)調(diào)壓器3的出口壓力，因此，正常任務(wù)時(shí)備用調(diào)壓器的調(diào)理閥是全開的。當(dāng)調(diào)壓器3失靈，出口壓力上升到調(diào)壓器2的給定出口壓力時(shí)，備用調(diào)壓器2投入運(yùn)轉(zhuǎn)。備用調(diào)壓器的出力不得小于正常任務(wù)調(diào)壓器。第三節(jié)燃?xì)庹{(diào)壓站的布置3、調(diào)壓器的并聯(lián)安裝系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)調(diào)壓器正常任務(wù)，另一個(gè)備用。正常任務(wù)的調(diào)壓器的給定出口壓力略高于備用調(diào)壓器的給定出口壓力，正常任務(wù)時(shí)，備用調(diào)壓器呈封鎖形狀。當(dāng)正常任務(wù)調(diào)壓器發(fā)生缺點(diǎn)，使出口壓力添加到超越允許范圍時(shí)，其線路上的平安切斷閥封鎖，使出口壓力降低，當(dāng)下降到備用調(diào)壓器的給定出口壓力時(shí)，備用調(diào)壓器自行啟動(dòng)正常任務(wù)。備用調(diào)壓器上的平安切斷閥的動(dòng)作壓力應(yīng)略高于正常任務(wù)線路上的平安切斷閥的動(dòng)作壓力。第三節(jié)燃?xì)庹{(diào)壓站的布置二、調(diào)壓站的分類及布置第四節(jié)儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣一、儲(chǔ)氣罐的類型分為低壓罐、高壓罐.低壓罐：濕式罐、干式罐。濕式罐：直立型濕式罐、螺旋型濕式罐。二、高壓儲(chǔ)罐的儲(chǔ)氣量高壓儲(chǔ)罐的幾何容積固定不變，靠改動(dòng)其中燃?xì)獾膲毫韮?chǔ)存燃?xì)?，稱為定容儲(chǔ)罐。設(shè)有進(jìn)出口管、平安閥、壓力表、人孔、梯子和平臺(tái)等。高壓罐的有效儲(chǔ)氣容積：儲(chǔ)罐的容積利用系數(shù)：在儲(chǔ)罐任務(wù)壓力一定時(shí)，要提高容積利用系數(shù)，只需降低儲(chǔ)罐的剩余壓力。而此壓力又遭到管網(wǎng)中燃?xì)鈮毫Φ南拗??？梢栽O(shè)置引射器。三、燃?xì)鈨?chǔ)配站1、高壓儲(chǔ)配站在低峰時(shí)，由燃?xì)飧邏汗芫€來的燃?xì)庖徊糠纸?jīng)過一級(jí)調(diào)壓進(jìn)入高壓儲(chǔ)罐，另一部分經(jīng)過二級(jí)調(diào)壓進(jìn)入城市管網(wǎng)。在頂峰時(shí)，高壓罐和經(jīng)過一級(jí)調(diào)壓后的高壓干管來氣集合經(jīng)過二級(jí)調(diào)壓進(jìn)入城市管網(wǎng)。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)燃?xì)鈮毫咏芫W(wǎng)壓力時(shí)，利用高壓干管的高壓燃?xì)獍讶細(xì)鈴膲毫^低的罐中引射出來，以提高整個(gè)罐站的容積利用系數(shù)。三、燃?xì)鈨?chǔ)配站2、低壓儲(chǔ)配站當(dāng)城市采用低壓氣源，且供氣規(guī)模又不特別大時(shí)，燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)常采用低壓儲(chǔ)氣。低壓儲(chǔ)配站的作用是在低峰時(shí)將多余的燃?xì)鈨?chǔ)存起來，在頂峰時(shí)，經(jīng)過儲(chǔ)配站的緊縮機(jī)將燃?xì)鈴牡蛪簝?chǔ)罐中抽出壓送到中壓管網(wǎng)中。包括低壓儲(chǔ)罐、緊縮機(jī)室、輔助間、消防水池等。第五節(jié)長輸管線末端儲(chǔ)氣確定管道儲(chǔ)氣容積的近似方法是用供氣量等于用氣量那一瞬間的穩(wěn)定工況替代燃?xì)饬鲃?dòng)的不穩(wěn)定工況進(jìn)展計(jì)算。見以下圖中的a點(diǎn)和b點(diǎn)。在b點(diǎn)，用氣負(fù)荷等于平均小時(shí)供氣量。從b點(diǎn)到a點(diǎn)為用氣低谷時(shí)間，管道工況是不穩(wěn)定的，為管道儲(chǔ)氣階段，到達(dá)a點(diǎn)時(shí)，供氣量與用氣量平衡，但管內(nèi)的壓力比b點(diǎn)工況時(shí)要高。從a點(diǎn)到b點(diǎn)為用氣頂峰期間，儲(chǔ)存的燃?xì)庀蛲夤┏?，工況不穩(wěn)定。到達(dá)b點(diǎn)時(shí)重新到達(dá)平衡，但管內(nèi)壓力比a點(diǎn)時(shí)要低。計(jì)算管道的儲(chǔ)氣量，只需計(jì)算a時(shí)辰和b時(shí)辰管道內(nèi)的燃?xì)饬浚瑑烧咧罴礊楣芏蝺?chǔ)氣量。第五節(jié)長輸管線末端儲(chǔ)氣管道沿程壓力不同，因此密度也不同。取一個(gè)微元體進(jìn)展分析，其中燃?xì)獾馁|(zhì)量為由水力計(jì)算公式，進(jìn)展積分