燃氣調(diào)壓器研究進展與展望

孟祥軍+劉宏亮

摘 要：燃氣調(diào)壓器的研究對于天然氣的穩(wěn)定性和安全性具有重要性。本文首先對燃氣調(diào)壓器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了歸納總結，接著從提高壓力調(diào)節(jié)性能的方法、壓力技術參數(shù)三個方面分析了燃氣調(diào)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(diào)壓器的發(fā)展提供參考和借鑒。

關鍵詞：燃氣；調(diào)壓器；綜述

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

伴隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和以化石燃料為主的能源對環(huán)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(diào)整能源結構中扮演著承上啟下的重要作用[1]。燃氣調(diào)壓器是城鎮(zhèn)燃氣輸配系統(tǒng)中的核心部件，燃氣調(diào)壓器供氣不穩(wěn)，會導致火災甚至中毒等事故，因此對與燃氣調(diào)壓器的研究對于天然氣的穩(wěn)定性和安全性具有重要性[2-3]。本文針對前人對燃氣調(diào)壓器的研究進行了歸納整理，從研究的現(xiàn)狀和應用研究兩個方面進行了總結。

1 國內(nèi)燃氣調(diào)壓器的研發(fā)狀況

國內(nèi)對燃氣調(diào)壓器的研究主要集中在調(diào)節(jié)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(shù)據(jù)庫操縱技術，實現(xiàn)了燃氣調(diào)壓器的自動選型，介紹新開發(fā)的調(diào)壓箱的構造及特點，闡述了直接作用式調(diào)壓器的優(yōu)勢等。但是燃氣調(diào)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(jīng)驗。

2 國外燃氣調(diào)壓器的研發(fā)狀況

對于燃氣調(diào)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(chǎn)的燃氣調(diào)壓器的調(diào)研，其產(chǎn)品已形成多個系列。在技術特性方面，CFD技術已經(jīng)非常的成熟，強調(diào)針對性和可選擇性[6]。

3 燃氣調(diào)壓器的應用研究進展

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

3.1 提高壓力調(diào)節(jié)性能的方法

對于提高壓力調(diào)節(jié)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(diào)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(diào)壓閥。對那些流量大的燃氣設備，應避免發(fā)生管網(wǎng)燃氣放散或切斷。（2）合理操作。合理操作既是要根據(jù)終端用戶的用氣性質(zhì)，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(diào)壓時間；（3）嚴格管理。嚴格的管理在提高壓力調(diào)節(jié)性能中扮演著重要的作用，材料磨損以及某些雜質(zhì)都會影響調(diào)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(diào)壓器的部件，以確保調(diào)壓設備正常工作狀態(tài)尤為重要。

3.2 調(diào)壓設備的壓力技術參數(shù)

燃氣調(diào)壓設備主要通過設定以下幾個壓力參數(shù)實現(xiàn)對供氣工況的控制，形成一個自力調(diào)整的控制系統(tǒng)。（1）運行壓力：調(diào)壓器在正常工作狀態(tài)下，出口壓力應穩(wěn)定在所設定的壓力范圍內(nèi)，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(jù)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(diào)壓伐壓力持續(xù)升高。（3）關閉壓力：一般規(guī)定，關閉壓力≤1.25P2。調(diào)壓器自身的精度和老化因素都直接影響調(diào)壓器的關閉性能。（4）切斷壓力：當調(diào)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(diào)節(jié)過程中存在的問題及帶來的影響

燃氣調(diào)壓設備在運行和檢修過程中都涉及到壓力的調(diào)節(jié)，因此，對壓力參數(shù)的操作是否得當都會影響供氣質(zhì)量的安全。（1）客觀因素對調(diào)節(jié)運行壓力的影響：①供氣范圍的影響。燃氣在管道內(nèi)流動，供氣范圍越大，產(chǎn)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(diào)節(jié)過高，調(diào)節(jié)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(guī)律不同。再加上使用的燃燒器的類型不同，應根據(jù)實際情況設定合適的運行壓力。（2）調(diào)節(jié)運行壓力時間選擇：流量影響著調(diào)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(diào)節(jié)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(diào)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(huán)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(xù)性高，因此，放散壓力與切斷壓力調(diào)節(jié)順序的選擇，應根據(jù)具體情況而定。

4 結語

對于燃氣調(diào)壓器的而研究，國內(nèi)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(shù)值模擬技術運用到燃氣調(diào)壓器研究中，提出了燃氣調(diào)壓器數(shù)值模擬的方法。但是現(xiàn)有的研究中，人為干預的環(huán)節(jié)過多，流場的具體分析較少，動態(tài)模擬也不夠。從國內(nèi)對燃氣調(diào)壓器的研究來看，理論性的研究和數(shù)據(jù)分析較多，缺乏自主研發(fā)的調(diào)壓器性能檢測裝置。與我國的燃氣事業(yè)發(fā)展極不相稱，因此吸取國外的先進經(jīng)驗，加強燃氣調(diào)壓器的研究開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的燃氣調(diào)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(diào)壓器測試系統(tǒng)[J].機械，2005，32（07）：34-36.

[2]趙燕.談燃氣調(diào)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(yè)發(fā)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.