燃气调压站的组成及工艺流程

调压站在燃气输配系统中的主要作用是调节和稳定系统压力,并控制燃气流量,防止调压器后设备被磨损和堵塞,保护系统,以免出口压力过低或超压.
调压站由调压器、阀门、过滤器、安全装置、旁通管以及测量仪表等组成.有的调压站装有计量设备,除了调压以外,还起计量作用,故称做调压计量站.
(一)阀门
为了检修调压器、过滤器以及停用调压器时切断气源,在调压站的进出口处必须装设阀门.另外,在距调压站10m以外的总进出口管道上也应设置阀门.正常运行时,此阀门处于常开状态.当调压站发生事故时,不必接近调压站即可关阀门切断气源,以防事故蔓延.在调压站大修时,也应关闭此阀门,切断气源.
(二)过滤器
燃气中含有的各种杂质积存在调压器和安全阀内,会妨碍阀芯和阀座的配合,影响调压器和安全阀的正常运行,因此,必须在调压器入口处安装过滤器.调压站常用鬃毛或玻璃丝做填料的过滤器.如图7-1-1所示.燃气带进过滤器的固体颗粒撞到挡板上,并积聚在过滤器的下部,定期由清扫孔5排出,在燃气中残余的小颗粒固体和尘屑阻留在滤芯上.过滤材料装在两金属网格之间,清洗时应先卸开上盖,并将滤芯取出采.过滤界前后应安装压差计,根据测得的压力降可以判断过滤器的堵塞情况.在正常工作情况下．燃气通过过滤器的压力损失不得超过10kPa,压力损失过大时应拆下清洗.
(三)安全阀
由于调压器薄膜破裂、关闭不严或调节失灵时,会使调压器失去自动调节及降压作用,引起出口压力突然上升,导致系统超压,危及安全,因此,调压站必须设
置安全阀.
调压室的出口压力由安全切断阀和安全放散阀进行控制.安全切断阀控制压力的上限和下限,安全放散阀只控制压力的上限.放散阀的放散压力应比切断阀的关闭压力低.当调压器正常工作时,仅在应当关断时关闭不严(由于阀门上积存杂质、磨损等原因),燃气才放散到大气中去.此时,经由关闭不严的阀门流过的燃气量大于用气量,出口压力就会增大.为了避免出口压力过高,就必须将多余的燃气排入大气.
图7-1-1鬃毛过滤器
1—挡板；2—内装过滤材料的滤芯；3—上盖；4—外壳；5—清扫孔
如调压器发生故障,燃气通过放散阀已进行放散,但出口压力仍继续升高,这样的情况就是事故.此时,应切断阀动作,关闭调压器前的燃气管道.当然气管道内发生事故而出口压力过低时,切断阀也能自动关断.在消除关断原因之后.切断阀不能自动恢复工作,只能由检修人员开启后,才能重新供气.
安全切断搁如图7-1-2所示.其动作原理如下：在开启状态下由内止动器将阀芯6支起,止动器装在可提升杠杆8的共用轴18上,提升扛杆处于最高位置时,是由曲柄杠杆保险锁4的扳钩支起的.保险锁的轴固定在切断阀的外壳上.击发器11 保持垂直位置,并使其凸端构住横杆的栓扣16.横杆的另一端与薄膜连接杆10的凹口连结在一起.被检测的压力导至膜下空间.当这一压力低于下限时,作用在薄膜连接杆上重块13的重力大于薄膜下侧断受被检测的燃气压力,结果使连接杆下降.横杆的栓扣16向上偏转,击发器11落下,并打在杠杆式保险锁4上.使保险杠杆和提升杠杆的钩子摘开,而使阀门关闭.安全切断阀动作的下限压力取决于盘形重块13的重量.
图7-1-2 ⅡKH和ⅡKB安全切断阀
1—导向杆；2—定位器；3—止动器；4—保险锁；5—阀座；6—阀芯；7—阀杆；8—可提升的杠杆；9—薄膜；10—连接杆
11—击发器；12—支承垫；13—重块；14—调节螺母；15—弹簧；16—栓扣；17—填料压盖；18—杠杆的轴
切断阀动作的上限压力用调节螺母14,使弹簧15受到不同的压缩来调定.阀门开启时弹簧通过支承垫12顶住薄膜上盖的凸缘.当薄膜下侧所受燃气压力的作用小于弹簧力时,薄膜始终保持不动.当被检测的压力超过压力上限时,薄膜受力增大而上移,使弹簧受压,横杆的栓扣向下偏转,击发器落下使阀门关闭.
阀芯6关闭时,靠自身重量和集中在提升杠杆末端重块的作用而压紧在阀座上.此外,燃气压力也会使阀芯紧压阀座.但当入口压力为高压时,会使阀芯提升较为困难.为了在开启时从阀芯两侧平衡燃气压力,在切断阀上设有专门的均压阀.当阀门关闭时,均压阀的阀孔由杠杆7的下端关闭.在开启主阀时杠杆也使均压阀打开,结果使在薄膜上下腔室内的燃气压力很快得到平衡,使提升阀芯较为容易.
薄膜弹簧式安全放散阀如图7-1-3所示.这类阀有直径为25mm和50mm两种.放散压力可调整为表压0．001—0．125MPa.被检测的压力值由改变弹簧2的受压程度给定.薄膜3上侧所受的力是被调压力,当它大于安全放散阀调定的放散压力时,则薄膜所受的力大于弹簧的压力,使弹簧受压并使阀门开启,多余的燃气就排入大气.
水封式安全器构造简单,有时设置于调压站的出口.它的工作压力低于安全阀动作之压力,因此当压力升高时,水封安全器首先起作用,当超压时,燃气冲破水封放散到大气中；如果水封安全器的通过能力不足以降低调压器后面的燃气压力,则安全阀开始动作,井切断燃气道路.应随时注意水封式安全器的液位的变化,在寒冷季节,调压站应有采殴设施或在水封内注入防冻液.
安全阀的放散管应高出调压站屋顶1．5m,应注意周围建筑物的高度、距离和风向,并采取措施防止燃气放散时污染环境.
(四)旁通管
凡不能间断供气的调压站均应设旁通管,以保证调压站维修时继续供气.燃气通过旁通管供给用户时,燃气管网的压力和流量由手动调节旁通管上的阀门来控制.对于高压调压装置,为了便于调节,通常在旁通管上设置两个阀门.
图 7-1-3 пKC型安全放散阀
1—调节螺丝；2—弹簧；3—薄膜；4—垫料层；3—滑阀；6—外壳
旁通管的管径应根据该调压站燃气最低进口压力、所需出口压力和调压站最大出口流量确定.旁通管管径通常比调压器出口管的管径小2-3号.为了防止噪声和振动,旁通管的最小管径应不小于DN50.在正常运行时,旁通管上的阀门应全部关闭.
(五)测量仪表
通常,调压器入口处安装指示式压力计,调压器出口处安装自动记录式压力计,用以自动记录调压器的出口瞬时压力,以便监视调压器的工作状况.有些调压站还安装流量计.
二、调压站的工艺流程
(一)单通道调压站
单通道调压站的工艺流程,如图7-1-4所示.此系统正常运行时,入口燃气经进口阀门及过滤器进入调压器,调压后的燃气经流量计及出口阀送到管网.当维修时,可关闭进出口阀门,打开旁通阀,燃气由旁通管流出.
当调压器出口压力过高时,安全阀启动,安全阀需手动复位.
(二)并联通道调压站
并联通道调压站的工艺流程,如图7-1-5所示.主调压器4的给定出口压力略高于备用调压器8的给定出口压力,所以正常工作时,备用调压器8呈关闭状态.当正常工作的主调压器4发生故障时,使出口压力增加到超过允许范围,通过主子线供应的燃气被主调压器所附带的安全切断阀自动切断,致使出口压力降低.当下降到备用调压器的给定压力时；备用调压器8自行启动正常工作.
图7-1-4 单通道调压室流程图
1—绝缘法兰；2—入口阀门；3—过滤器；4—带安全阀的调压器,5—出口阀门；6—流量计；7—旁通阀
图7-1-5并联通道调压室流程圈
1—绝缘法兰；2—入口阀门；3—过滤器；4—正常工作主调压器；5—出口阀门；6—流量计；7—旁通阀；8—备用调压器.
调压站的范围通常包括调压室外的进出站阀门、进出站管道和调压室.
调压室外的进出站阀门通常安装在地下闸井内,阀门一侧或两侧安装放散阀和放散管,阀门后连接补偿器.进出站阀门与调压室外墙的距离一般在6～100m范围内.若调压室外的进出站燃气管道同沟敷设时,进出站阀门可以安装在同一座地下闸井内,但进出站阀门上应设置醒目的区分标志.
调压室的进出站燃气管道通常是埋地敷设,管道上不设任何配件,坡向室外进出站阀门.管道穿过调压室外墙进入调压室,穿墙处应加套管,套管内不准有接头.
调压室一般为地上的独立建筑物,如受条件限制,也可以是半地下或地下构筑物,但是,应便于工作人员出入,能经常通风换气,并应具有防止雨水和地下水流入室内的措施.当自然条件和周围环境许可时,调压设备可以露天布置,但应设围墙或围栏.
按照所安装的调压器类型及习惯性称呼,通常可将调压室分为活塞式调压器室、T型调压器室、雷诺式调压器室和自力式调压器室.活寒式和T型调压器室具有基本相同的工艺布置形式,其安装方法和安装程序也基本相同.由于活塞式和T型调压器室广泛布置于各类燃气的各种压力级别的城市燃气管网中,所以是最常见的调压器室；雷诺调压器室一般仅用于人工燃气臂网的中低压燃气调压站,室内工艺布置也与前者不大相同；而自力式调压器室则较多地用于天然气门站或储配站.
调压站的安装顺序一般为先室外,后室内；先地下,后地上；先管道,后设备.先、后安装均应以同一安装基准线为标准,以确保安装质量,例如,先、后安装的管道均以管道中心线的方位和标高为基准,调压器等设备均以轴线方位为基准等.
三、调压器室的安装
(一)活塞式调压器室的安装
图7-1-6为一般区域性活塞式调压器室的系统安装图.首先应按照设计安装图核对材料设备.在管子、管件、设备和仪表配备齐全并完好无损的条件下,才能进行放线,标出管道中心线和设备轴线的位置及相对标高,最后按照“先地下,后地上”,“先设备,后仪表”的原则顺序进行安装.
图7-1-6 RTJ-218型调压站系统图
1—RTJ-218型调压器；2—波纹管；3—过滤器；4—闸门；5—水封；6—接自动记录仪；7—接U形水银压力计：8—接U形水柱压力计；9—弹簧压力表
(二)管道安装
管道安装最好是密切配合建筑物施工进度进行.在开挖建筑物基础时,把室内地下管道预埋好,地下穿墙管在砌墙时预留出墙洞.室内地上管道可在室内装饰前或地面修筑前进行.为了减少现场安装工作量,应最大程度地预制,即把所需的弯头,带有分支管的管段以及法兰短管等预先制作.制作尺寸及重量应以方便现场装配为原则.
埋地管道的安装应严格控制各段管道的平面位置与标高,保证室内管道坡向室外管道.伸出地面的垂直管段,其高度应给地上臂道的安装留有足够的切割余量,然后焊接钢板堵,进行强度试验,试验合格后防腐回填,回填时,给垂直管段套放穿地面套管.回填夯实过程,不得使地下管道移动,并保持垂直管段垂直于地面.预制埋地管道时,也可以一次装配至地面上的法兰接口处；上紧法兰盖堵后进行强度试验,但需产格控制安装尺寸,回填固定后,要检查法兰中心标高是否符合设计要求,法兰表面应垂直于待接的管道中心线.
地上管道的安装在室内回填土夯实后进行.若是在修筑地面之前安装,道先应找出室内地平线,标在墙上,以此为管道安装的高程基准,然后按放线时标出的平面位置和标高安装各段管道.
调压器前后阀门之间的管段,最好是把阀门、过滤器、波纹管补偿器和调压器等按平面位置和寓程稳固好,法兰连接处先用螺栓紧固盾,配齐短管井进行谓直找平,再进行法兰的点固焊.待完成全部点固焊后,松开螺栓,进行短管与法兰的坏缝焊接.最后加法兰垫片进行设备安装.
DN≤50mm的地上管道一般为螺纹连接,DN＞50mm的管道一般为焊接或法兰连接.
管道支撑可采用焊接钢支架或砌筑砖墩.
调压室的安全放散管应接出室外,高出层顶1．5m.调压器两侧的管道应分别坡向埋地管道,仪表管应坡向主管,坡度为2‰.
埋地钢管道全部作加强绝缘防腐层,地面上的管道要求涂刷防锈漆一道,调和漆二道.
(三)设备安装
首先校对调压器型号是否符合设计要求.燃气调压器的型号由二组符号和数字所组成,二组之间用“一”隔开；第一组有三位符号,前二位“RT”表示燃气调压器,第三位符号为“Z”(直接作用式)或“J”(间接作用式)；第二组经常有四位符号或数字,第一位数字表示调压器进口压力级别(低压,中压A,中压B和次高压),第二位数字表示出口压力级别,第三位数字表示公称直径的 ,第四位符号为L(螺纹连接)或F(法兰连接),若第四位符号不写出则表示DNa≤50为螺纹连接,DN＞50必为法兰连接.例如BTJ-218表示进口压力可为中、低压,出口压力为低压,DN200的间接作用式燃气调压器,法兰连接.
调压室内所有设备在安装前均应进行检查清洗,阀门和调压器还应检查阀盖的法兰垫片和压盖下的填料,如有损伤应予以更换.
站内阀门采用明杆阀门或密封性能较好的油封旋塞阀,也可采用蝶阀.DN≤50的阀门采用压盖旋塞阀.安装前应对阀门进行空气压力试验,没有条件做压力试验时则应做渗煤油试验.安装后的阀门手轮(柄)应按不同操作压力涂刷不同颜色,例如次高压刷红色,中压刷黄色,低压刷绿色等.
调压器应按阀体上箭头所指燃气进出口方向安装,安装时调压阀应处于关闭状态,安装前应分别检查主调压器和指挥器以及排气阀等各部件动作是否灵敏,接头是否牢固.调压器应平放安装,使主调压器的阀杆呈垂直状态,不得倾斜和倒置.每台主调压器前均应设置过滤器,安装前应拆下过滤网清洗干净.
调压室的低压出口管道上必须安装安全阀或水封式安全装置.安全阀安装前应检查弹簧、薄膜、阀杆和阀口是否有损伤,动作是否灵敏.水封构造如图7-1-7所示,可以在现场焊接制作,安装前需经强度试验,水封的进气管和放散管可用法兰连接(A型),也可用螺纹连接.
图7-1-7水封构造
1—水罐；2—水(或不冻液)；3—燃气管；4—排气口法兰；5—进气口法兰；6—注水口：7—液面计角阀；8—玻璃管；9—放散管；10—放散口
(四)雷诺式调压器室的安装
图7-1-8所示为不设过滤器的雷诺式调压器室安装图.由图可知,雷诺式调压器由主调压器、中压辅助调压器、低压辅助调压器和压力平衡器(又称作中间压力调节器)等四部分组成.主调压器与调压室进出口阀门直接用法兰连接,进口侧和出口侧各连接一个法兰接口的三通,进、出口三通支管之间的连接旁通管,旁通管中心线与主管中心线同标高并相互平行,旁通管上安装法兰连接的旁通阀门.进、出口三通上各接出一根导压管分别与中、低压辅助调压器连接,中、低压辅助调压器之间用导压管相互连接,该导压管又与压力平衡器的薄膜下腔接通.进、出口三通分别与伸出地面90°弯管以法兰连接,主调压器和压力平衡器的薄膜下腔分别用导压管与低压出口管道连接.主调压器薄膜和压力平衡器薄膜之间用连杆连接.雷诺式调压器各部件之间的连接如图7-1-9所示.
图7-1-8雷诺式调压器室平面安装图
1—主调压器；2—中间压力调节器；3—低压辅助调压器；4—中压轴助调压器；5—进口阀门；
6—出口阀门；7—旁通阀；8—水封；9—进口管；10—出口管；11—低压连通管
雷诺式调压器室的主管道和旁通管道由于具有固定的形状和尺寸,因此既可以采用铸铁管也可以采用钢管.导压管则采用螺纹连接,为了方便安装,每段导压管均可安装一个活接头.当主管道采用铸铁管时,出口管上可连挂图7—1-7中的B型水封.
(五)自力式调压器室的妄装
自力式调压器室内的工艺系统与活塞式调压器室基本相同,主要区别在于指挥器和针形阀属于调压器的附件,现场安装时应按照图7-1-10所示的位置和尺寸.导压管端部均带有活接头,采用螺纹连接.调压器的进出口可按其公称直径以光滑直管连接,也可用渐缩管连接,但进出口压力的导压管应安装在光滑管上,其取压点与渐缩管的距离不小于500mm.
图7-1-9雷诺式调压器部件连接示意图
1—进口阀；2—出口阀；3—中辅进口阀；4—低辅出口阀；5—中压辅助调节器；6—低压辅助调节器；7—针形阀；
8—主调压器阀；9—中间压力调节器；10—重块；11—连杆；12—杠杆；13—放气阀；14—主薄膜
图7-1-10 自力式调压器安装示意圃
1—自动调压器；2—指挥器；3—针形阀
四、调压站的压力试验
调压站内的管道、设备和仪表安装完毕再进行度试验和气密性试验.试验介质为压缩空气,试验压力值根据调压器前后的管道压力级制分别确定.试验时,将调压器和仪表与系统断开.
强度试验时,分别在进出口管道的试验压力下用肥皂水检查所有接口,直至不漏为合格.
强度试验合格后进行气密性试验,达到气密性试验压力值后应稳压6小时,然后观测12小时,在11小时内实际压力降不超过初压的1％一般认为合格,实际压力降可按下式计算.
式中 △P—实际压力降(％)；
B1,B1—试验开始和结束时的大气压力；
H1,H2—试验开始和结束时的压力计读数；
t1,t2—试验开始和结束时的环境温度(℃).
在上述严密性试验合格后,将调压器和仪表与系统接通,在工作压力下,用肥皂水检查调压器和仪表的全部接口,若未发现漏气可认为合格.