燃氣調壓器研究進展與展望

孟祥軍+劉宏亮

摘 要：燃氣調壓器的研究對于天然氣的穩定性和安全性具有重要性。本文首先對燃氣調壓器的國內外研究現狀進行了歸納總結，接著從提高壓力調節性能的方法、壓力技術參數三個方面分析了燃氣調壓器的應用研究。最后對其研究進展進行了展望，以期為我國燃氣調壓器的發展提供參考和借鑒。

關鍵詞：燃氣；調壓器；綜述

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.065

伴隨著我國社會經濟的快速發展和以化石燃料為主的能源對環境造成的污染，使得新能源中的清潔能源得到了重視。天然氣就是一種清潔高效的能源，在調整能源結構中扮演著承上啟下的重要作用[1]。燃氣調壓器是城鎮燃氣輸配系統中的核心部件，燃氣調壓器供氣不穩，會導致火災甚至中毒等事故，因此對與燃氣調壓器的研究對于天然氣的穩定性和安全性具有重要性[2-3]。本文針對前人對燃氣調壓器的研究進行了歸納整理，從研究的現狀和應用研究兩個方面進行了總結。

1 國內燃氣調壓器的研發狀況

國內對燃氣調壓器的研究主要集中在調節閥領域，但是大多局限于設備選型、安裝、使用維護以及安全裝置的改造等等，對器本身并沒有進行透徹深入的研究。 如有的學者應用ADO數據庫操縱技術，實現了燃氣調壓器的自動選型，介紹新開發的調壓箱的構造及特點，闡述了直接作用式調壓器的優勢等。但是燃氣調壓器的研究很少有機理方面的，多以實驗為主，設計上則很大程度上依賴于設計者的經驗。

2 國外燃氣調壓器的研發狀況

對于燃氣調壓器的研究，國外處于領先地位，比如費希爾、斯倫貝謝、塔塔里尼等生產的燃氣調壓器的調研，其產品已形成多個系列。在技術特性方面，CFD技術已經非常的成熟，強調針對性和可選擇性[6]。

3 燃氣調壓器的應用研究進展

燃氣供應系統是輸配中必不可少的環節之一，滿足不同用氣工況的需求，調壓性能的安全對供氣質量和人民的生命安全息息相關，因此，正確的使用調壓器，是一項十分重要的工作。

3.1 提高壓力調節性能的方法

對于提高壓力調節性能的方法，前人進行了深刻而細致的研究，概括為以下幾方面：（1）正確設計。一方面要重視對調壓器本身流通能力的設計；另一方面要注意用氣負荷和管徑等的檢查，對于燃具所需的供氣壓力差異較大的，應配置調壓閥。對那些流量大的燃氣設備，應避免發生管網燃氣放散或切斷。（2）合理操作。合理操作既是要根據終端用戶的用氣性質，以灶前壓力為準，準確操作。一是確定合理的出口壓力；二是按“先切斷后放散”設定保護壓力；三是把握調壓時間；（3）嚴格管理。嚴格的管理在提高壓力調節性能中扮演著重要的作用，材料磨損以及某些雜質都會影響調壓器的性能，同時放散閥口墊粘連會導致切斷壓力的失靈。因此，堅持定期更換調壓器的部件，以確保調壓設備正常工作狀態尤為重要。

3.2 調壓設備的壓力技術參數

燃氣調壓設備主要通過設定以下幾個壓力參數實現對供氣工況的控制，形成一個自力調整的控制系統。（1）運行壓力：調壓器在正常工作狀態下，出口壓力應穩定在所設定的壓力范圍內，精度為±15%，要切記閥口的開度過小引起運行壓力的波動。（2）放散壓力：放散壓力是根據需要所設定的一個壓力保護值，放散閥可自動打開泄壓，防止調壓伐壓力持續升高。（3）關閉壓力：一般規定，關閉壓力≤1.25P2。調壓器自身的精度和老化因素都直接影響調壓器的關閉性能。（4）切斷壓力：當調壓器出口壓力超過該設定值，切斷閥迅速切斷進口壓力，防止“直通”。

3.3 壓力調節過程中存在的問題及帶來的影響

燃氣調壓設備在運行和檢修過程中都涉及到壓力的調節，因此，對壓力參數的操作是否得當都會影響供氣質量的安全。（1）客觀因素對調節運行壓力的影響：①供氣范圍的影響。燃氣在管道內流動，供氣范圍越大，產生的壓力損失就越大。如果忽略了這個因素，就可能導致供氣壓力末端灶前壓力滿足不了燃燒工況。②地理位置高度的影響。在設定運行壓力時調節過高，調節過低會造成末端壓力不足。③用氣特點的影響。城市燃氣供應對象用氣規律不同。再加上使用的燃燒器的類型不同，應根據實際情況設定合適的運行壓力。（2）調節運行壓力時間選擇：流量影響著調壓器的出口壓力，而用氣不均勻性是城市燃氣供應的一個特點，因此當流量減小時，出口壓力增加；因此，調節運行壓力時間的選擇應慎重。（3）放散壓力與切斷壓力選擇：調壓器應該按照“先放散后切斷”的順序來操作，也有按“先切斷后放散”的順序來操作的，2 種方法各有利弊。對于故障性超壓，應該按照“先切斷后放散”的順序來操作，可以減少環境污染，安全性也較高。對于非故障性超壓，則多“先放散后切斷”的順序來操作，供氣連續性高，因此，放散壓力與切斷壓力調節順序的選擇，應根據具體情況而定。

4 結語

對于燃氣調壓器的而研究，國內外的學者都進行了需要有益的研究，例如將計算流體力學（CFD）數值模擬技術運用到燃氣調壓器研究中，提出了燃氣調壓器數值模擬的方法。但是現有的研究中，人為干預的環節過多，流場的具體分析較少，動態模擬也不夠。從國內對燃氣調壓器的研究來看，理論性的研究和數據分析較多，缺乏自主研發的調壓器性能檢測裝置。與我國的燃氣事業發展極不相稱，因此吸取國外的先進經驗，加強燃氣調壓器的研究開發出優質的燃氣調壓器檢測設備是我國燃氣研究者亟需解決的一項重要問題。

參考文獻：

[1]卓小軍，王隆基，杜桂生等.基于虛擬儀器的機儀器的機電液一體化燃氣調壓器測試系統[J].機械，2005，32（07）：34-36.

[2]趙燕.談燃氣調壓器的選用及安裝[J].山西建筑，2012，38（14）：134-135.

[3]戴金星，秦勝飛，陶士振等.中國天然氣工業發展趨勢和天然氣地學理論重要進展[J].天然氣地球科學，2005，16（08）：127-142.