第八章 燃气的压力调节与计量

第八章燃气的压力调节与计量讲授人：王海蓉Email:[e-mail]目次（Contents）燃气压力调节1调压器通过能力计算2燃气调压站3燃气的计量4§1.燃气压力调节过程一、调压器的工作原理：作用：将较高的入口压力调至较低的出口压力，并根据工况的变化保持出口处的燃气压力恒定在设定值。组成：1.敏感元件：包括薄膜、导压管；2.传动装置、调节机构和调节对象（与调压器出口连接的燃气管道）图8－1调压器工作原理1－气孔；2－重块；3－薄膜；4－调节阀；5－导压管调节阀门平衡的条件可近似认为：N=Wg式中，N-气体作用于薄膜上的移动力；Wg-重块的质量。当出口处的用气量增加或入口压力降低时，燃气出口压力P降低，造成NWg，失去平衡。此时，薄膜下降，阀门开大，燃气流量增加，使压力恢复平衡状态；当出口处的用气量减少或入口压力增加时，燃气出口压力P升高，造成NWg，失去平衡。此时，薄膜下降，阀门开大，燃气流量增加，使压力恢复平衡状态；工作原理：§2.低压管网的水力工况一、管网系统起点压力为定值时的工况当管网起点压力为P1，用户燃具前的压力Pb和管道压力降之间的关系可表示为：pppb1式中，β为压降利用系数；△P为管道的计算压力降。在任意用气工况时，上式可写为：pbppp1式中，△Pp为任意用气工况时的管道压力降（Pa）。管道压力降和流量的关系为：75.175.1)(xQQppPp式中，Q为管道计算流量（m3/h）；Qp为管道计算流量（m3/h）。因此：pxppb75.11系统起点压力为定值，取P1=1.5Pn，取计算压力降，上式两边除以Pn，整理得：75.175.05.1xppnb上式反映了在一定β值下，用户燃具前的压力比Pb/Pn和流量比x的函数关系。图6-2起点压力为定值时，燃具压力随流量的变化曲线300.20.20.40.60.40.80.60.8x1.0x=0.79411.41.01.25P1/Pn1.5P/PnPb/PnPb/Pn42图1起点压力为定值时，燃具压力随流量的变化曲线对于大多数用户来说，压降利用系数β在0.5~1的范围内波动（格子区）；由图可见，在系统起点压力为定值的情况下，燃具大部分时间在线5以上即超出额定压力的情况下工作；因此，调压器出口压力若不随燃气用量的变化而进行相应调节，那么燃具就不能在良好的状况下工作；如果调压器的出口压力按用气负荷的变化进行相应调节，就可以减小燃具前的压力波动范围，提高燃具工作的稳定性。调压器出口压力的调整值应满足该月最大小时用气量时燃具前的压力为额定压力；各月调压器的出口压力P1可按下述步骤确定：二、按月（或季节）调节调压器出口压力时的水力工况按月（或按季节）调节调压器的出口压力，即在用气量较低的月份降低调压器出口压力，可以缩短燃具在超负荷情况下的工作时间，提高燃具工作的稳定性。1.确定各月最大小时流量与管道计算流量的比值xm；Xm=Qm/Q=km/kmmaxP1=Pn＋△Pp3.确定各月调压器的出口压力，即△Pp=△P（xm）1.752.根据各月的xm值，计算压力降式中：Q-管道计算流量（m3/h）；kmmax-该年的月高峰系数。调压器将以孔板后的静压Pg为定值；当燃气用量增加时,在孔板处的气流动压也增加,管网起点的燃气压力P1就会增高；反之，当燃气用量减少时,管网起点的燃气压力P1就会减小；管网起点压力随燃气用量的变化而变化；可通过选择不同的孔板孔径d0，得到不同变化幅度的管网起点压力P1。工作原理：列A-A、B-B断面的能量方程，得：PA=P1＋△P0式中，PA-调压器后（孔板前）的压力（Pa）；△P0-孔板前的压力降（Pa）；孔板的压力降按：（1）△P0=（1-m）(PA-Pg)式中，Pg-孔板后的静压（Pa）；m-孔口与管道截面之比，m=F0/F；F0-孔口截面积（cm2）；F-管道截面积（cm2）。（2）联立（1）、（2）式，可得：PA=P1＋△P0=P1＋（1-m）(PA-Pg)=P1＋PA-Pg-m(PA-Pg)即：P1=Pg+m(PA-Pg)由孔板流量计算公式：gAppFmQ2（3）将上式代入（3）式，得管网起点压力方程式：22212FmQPPg式中，α—孔板流量系数；Pg是调压器所应保证的压力，可用改变调压器薄膜上荷重的方法来调整。将ρ=1.293S及流量Q=xQmax代入，得调压器和孔板联合工作时的特性方程式：242max24111025.8xDSQmPPg式中，Qmax—燃气流量，m3/h；S—燃气相对密度；D—管道内径，mm。它给出了在一定的调压器出口压力Pg和一定的孔口截面积mF的条件下，管网起点压力P1随流量比x的变化关系。在选择Pg和mF时，应保证燃具前的压力波动在0.75≤Pb/Pn≤1.2的范围内，这时：小结：1.x=0,即管网流量为零时，起点压力P1就等于Pg。同时，燃具前的压力达到最大，并等于起点压力，即：P1=Pg=Pb=1.2Pn2.在x=1时，即管网流量达到最大时，燃具前压力最小，即：Pb=0.75Pn。此时，管道起点压力应为1.5Pn。由以上分析可知，系统起点压力变化范围应是1.2-1.5Pn，而相应的燃具前的压力变化范围为0.75-1.2Pn。x=1，Pg=1.2Pn时，得孔板的计算公式：表6-5或图6-6求出孔板直径d0（曲线和表是按标准的流量系数作出的）。nPDSQm42max42105.27