调压器、流量计、调压站培训资料

内部培训资料------调压器、流量计和调压计量站1一基本概念1.压力1.1压力的单位常用：Pa,kPa,MPa(SI单位：Pa)bar,mbar,mAq(mmH2O),Psi(lb/in2)1bar=103mbar=105Pa=10.197×103mmAq=1.0197kgf/cm2=0.9869atm(粗略换算：1bar=100kPa=1kgf/cm2,1kPa=10mbar=100mmAq)1bar=14.5038Psi1.1绝对压力P:用于物理计算,包括调压器和流量计的选型计算表压Pg:设备耐压计算大气压P0:每个地方的大气压不一定相等，有的会差别很大(见附表1)1标准大气压=1.01325bar三者的关系:P=Pg+P01.2城市燃气压力级制按GB50028《城镇燃气设计规范》划分高压A0.8＜P≤1.6MPa高压B0.4＜P≤0.8MPa中压A0.2＜P≤0.4MPa中压B0.005＜P≤0.2MPa低压P≤0.005MPa1.3法兰的压力等级1.3.1GB标准：PN0.25，0.6，1.0，1.6，2.5，4.0MPa—为DIN体系PN2.0，5.0，10.0，15.0，25.0MPa—为ANSI体系ANSIB16.5标准：PNCLASS150，300，600，900，1500（对应SI制压力分别为2.0，5.0，10.0，15.0，25.0MPa）1.3.2不同材料的法兰在不同温度下的耐压等级不同，应按标准规定的“压力-温度等级”确定，必须区分不同的材料和温度。公称压力确定的基准温度：GB和DIN是120℃ANSI是CLASS150按260℃，其余按454.5℃1.3.3所以，要注意最大工作压力与法兰公称压力等级的区别，如螺纹连接的阀门，最大工作压力1000PsiWOG，是指在允许的温度范围内最大工作压力为1000Psi(68.9bar)。附表1部分城市的极端温度和大气压序号地名海拔高度(m)冬季大气压(kPa)夏季大气压(kPa)极端最高温度℃极端最低温度℃1北京54102.199.942-22.82上海4.6102.6100.540.2-12.13重庆26099.197.342.2-1.84广州11.3101.9100.538.7-0.35海口14.1101.5100.240.52.86成都48896.394.740.1-67昆明189181.180.935-4.68拉萨365865659兰州151785.384.439.1-23内部培训资料------调压器、流量计和调压计量站210乌鲁木齐85092.290.943.4-41.511齐齐哈尔14799.397.835-40.812长春21599.697.939.5-3613济南54102.3100.142.7-19.714武汉23102.3100.241.3-14.92.温度2.1温度的单位常用：°K，℃（SI单位）°F，°R℃°K°F°R0273.1532491.6815288.1559518.6820293.1568527.68°R=°F+459.69°K=℃+273.15℃=(°F-32)×5/9和压力一样，进行物理计算要用热力学绝对温标°K，如调压器的流量计算公式：)1*3417(****196.62111PPPCSINPCTdQg−=DEG式中T°K=273.15+t℃兰金氏（Rankine）温度一般在美国的调压器流量计算中会用到，如Fisher调压器的流量计算公式：)1*3417(****5202111PPPCSINPCTdQg−=DEG式中T(°R)=459.69+t(°F)°F—华氏温度为英美常用温度单位。2.2一般调压器和流量计的介质温度范围为：-20℃＜t＜70℃3.标准状态3.1物理的标准状态：0℃，1.01325bar3.2欧美燃气计量的标准状态：15℃(60°F)，1.01325bar3.3我国的燃气计量的标准状态：20℃，1.01325bar4.流量和体积4.1体积常用单位：m3，ft3，ml1ft3=0.0283m34.2标况体积：在标准状况下的体积Nm3(或Stdm3)，Scf4.3工况体积：在工况条件下的体积m3，ft34.4标况流量：在标准状态下的流量，单位：Nm3/h(Stdm3/h)，Scf/h调压器的流量计算都是以标况流量为依据。4.5工况流量：在工况状态下的流量，单位m3/h内部培训资料------调压器、流量计和调压计量站3流量计选型的流量计算都是以工况流量为依据。4.6工况流量和标况流量的转换公式：mbmbbmmbZZTTPPVV***=b—标况状态，m—工况状态4.7表达较大的燃气耗量时，还常以天和年的消耗量表示：每天的流量—Nm3/d，每年的流量—Nm3/a5.流量系数5.1流量系数Kg：在临界条件下，阀全开，上游压力为１bar时，温度为15℃时的天然气流量，单位为Nm3/ｈ。5.2流量系数Cg：在临界条件下，阀全开，上游压力为１Psi时，温度为60°F时的空气流量，单位为Scf/ｈ。5.3流量系数：Kv，Cv表示相应于液体的流量系数。Cv是：在1Psi的差压下，60°F的清水在1分钟内流过阀口的美加仑数。５.4恢复系数C1C1=Cg/Cv消除量纲后，C1的值通常为：16~376.基本术语和符号（按EN334标准）6.1调压器(GasPressureRegulator)：在进口压力和流量变化时，使出口压力降低并维持在一定精度范围内的装置。6.2直接作用式调压器(DirectActingGasPressureRegulator)：敏感元件（SensingElement）的受力直接驱动调节机构(Actuator)。6.3指挥器作用式调压器(PilotControlledGasPressureRegulator)（间接作用式IndirectActing）：敏感元件的受力经中间放大环节（指挥器）放大，直到足以驱动调节机构的动作。6.4监控调压器(MonitoringRegulator)：和主控调压器(ActiveRegulator)串联安装，在主控调压器失效时，维持出口压力在允许的范围内的调压器。6.5失效开调压器（FailOpenRegulator）：在调压器故障时或者驱动能量不足时，阀口趋于常开的调压器。（FTO）6.6失效关调压器（FailCloseRegulator）：调压器故障时或者驱动能量不足时，阀口趋于常关的调压器。(FTC)6.7工作压力，P：在操作过程中，任何元件所承受的气体压力。6.8最大工作压力，Pmax：在一定条件下，任何元件连续工作时所承受的最大气体压力。6.9最大允许压力，Pzul：在一定的强度要求下，保证密封要求的阀体的最大耐压。（阀体的最大耐压）6.10设计压力，Pd：用于阀体和阀腔部件强度计算的压力，根据欧洲标准需考虑材料的安全系数。6.11最大允许进口压力，Pemax：在一定条件下，调压器能连续正常工作的最大进口压力。Pd，Pzul和Pemax的关系：Pd≥Pzul≥Pemax6.12最大允许出口压力，Pamax：在一定条件下，调压器能连续正常工作的最大出口压力。6.13公称压力，PN：园整后的系列化的用于强度设计的压力，通常指法兰的压力等级。6.14进口压力，Pe：在调压器进口的燃气压力，bar。6.15出口压力，Pa：在调压器出口的燃气压力，bar。在EN334标准中，这是调压器的唯一控内部培训资料------调压器、流量计和调压计量站4制变量。6.16压差，ΔP：两个测量点之间的压力差。6.17调压器的驱动压力（MotorizationPressure），Pm：在调压器驱动室内的驱动压力。6.18指挥器的馈给压力（PilotfeedingPressure），Pep：指挥器的入口压力。6.19出口压力设定值，Pas：出口压力的公称值，（是要求的理想值，而不是实际测量值）。6.20出口压力设定范围，Wh：调压器的整个出口压力设定范围，包括更换弹簧、阀盘和其他元件所能得到的出口压力调节范围。6.21一定的压力调节范围，Wa：不更换元件所能得到的出口压力调节范围。6.22精度等级，AC：精度的最大允许偏差。6.23出口关闭压力，Pf：调压器流量从Q变化到0时（调压器阀口处于关闭状态时），在调压器出口处的压力。6.24关闭压力等级，SG：关闭压力与出口设定压力之间的偏差百分比。100*PasPasPfSG−=6.25调压精度，RG：出口压力与出口设定压力的偏差百分比。100*PasPasPaRG−=6.26超压切断压力（PSO—超高压切断，PSU—超低压切断）：为防止调压器的出口压力超过允许范围而设置的切断阀发生切断动作时的压力。6.27安全放散压力，PSF：为防止调压器的出口压力超过允许的值而设置的安全放散阀开始放散时的压力。6.28流量计的精度等级：在规定的流量范围内，流量计的计量值与实际值的偏差百分比。通常有0.5，1.0，1.5级，对应的精度范围分别为±0.5%，±1%，±1.5%。贸易结算计量的精度要求不低于1.0级。6.29流量计的范围度（量程比）：在流量计量精度范围内，最大流量与最小流量的比值。6.30流量计的始动流量：流量计开始运转的最低流量。6.31过滤器的过滤精度：在一定的过滤效率下，过滤器能滤除的杂质颗粒的直径。二基本计算1.体积换算1.1实际气体的状态方程TRZvP***=或者TRZMVP****=P—气体的绝对压力（Pa）v—气体的比容（m3/kg）V—气体体积（m3）M—气体的质量（kg）Z—压缩系数R—气体常熟（J/Kg·K）T—气体的热力学温度（K）1.2根据气体状态方程，我们可以进行不同状态下的气体的体积转换，由工况体积向标况体积的转换公式为：内部培训资料------调压器、流量计和调压计量站5mbmbbmmbZZTTPPVV***=b—标况状态，m—工况状态1.3压缩系数压缩系数是无因次量，决定于气体的特性、温度和压力。压缩系数的数据通常由实验所得，不同介质的压缩系数可根据其对比温度和对比压力在专业手册上按图表查取。碳氢气体的压缩系数也可根据AGA8标准进行计算。（如电子体积校正仪SEVC-D中内置的自动计算压缩系数Z的程序即有按AGA8标准进行编制的。）为了方便，气体的压缩系数也可按下列经验公式计算：对于干燥的天然气：15.112.0100100mPZ+=对于脱去轻烃的石油气：25.116.0100100mPZ+=2.调压器选型及流量计算2.1公式2.1.1通常的计算方法：(a)亚临界条件下，即30.5≥PePa时)*3417(****197.61PePaPeCSINPeCTdQg−=DEGNm3/h式中d—气体的相对密度（air=1）T—气体温度（273.15+t℃）Cg—流量系数C1为恢复系数，C1=17~36(b)超临界条件下，即30.5＜PePa时)***197.6PeCTdQg=Nm3/h2.1.2简化的计算方法：当13034171≤C且10)(PePaPe＞−时，可用以下简化的计算方法：（a）亚临界条件下，即30.5≥PePa时)(**PaPePeKgQ−=Nm3/h内部培训资料------调压器、流量计和调压计量站6式中Kg=CgTd**94.13（b超临界条件下，即30.5＜PePa时2*PeKgQ=Nm3/h2.1.3上述流量系数Kg的值，在调压器的样本中经常直接给出调压器在相对密度d=0.6(air=1)、温度15℃的天然气所对应的值，所以，用这个流量系数Kg用于其他气体（相对密度d，温度t℃）的流通能力计算时，计算的流量应作如下修正：流通能力修正系数)15.273(*15.13tdf+=按上式，我们可以计算出15℃下，下列气体的流通能力修正系数：空气：0.775氮气0.788城市煤气1.18CO20.628氢气2.948丙烷0.628丁烷0.547LPG(d=1.8)0.5772.1.4验算调压器的出口流速。为了防止噪音过大，调压器的出口流速不能过大。调压器的最大噪音应小于85dB(A)。减小差压和控制