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淺析燃氣表箱供氣系統不間斷性設計

發布:mzyongzong 浏覽:519次

  燃氣表箱是城市燃氣輸配系統的重要設施之一。随着各類用戶對用氣質量的要求不斷提高,燃氣調壓器更加安全、經濟、可靠地運行将成為燃氣安全工程中重要課題之一。如何保證供氣的連續性,既是燃氣企業效益連續性的保證,也是燃氣供應方在簽署了供氣合同後履行合同的義務和職責,對一些供氣要求較高的用戶(尤其是工業企業)來說,短時間的停氣将會給用戶帶來巨大的損失,會給供氣和用氣雙方帶來諸多矛盾甚至付諸法律。多數時候,我們隻能依靠燃氣表箱自身的可靠性,缺乏主動的對燃氣調壓系統的針對性設計。

  2 不間斷調壓供氣方案

  一路完整的燃氣調壓器系統至少應該由進口截斷閥、緊急切斷閥、調壓器和出口截斷閥構成。當調壓器發生故障時,緊急切斷閥感應到超壓或者失壓并做出切斷動作,該路調壓系統停止工作。對于在生産中不允許停氣的用戶而言,這種供氣方式形式單一、風險高,很難實現無人值守。

  不間斷調壓供氣應具備以下要求:

  (1)當運行路發生故障或下遊用氣量突然增大,造成出口壓力過低時,備用路能在自動不停氣的情況下補上運作供氣;

  (2)當運行路發生故障,若導緻出口壓力上升,并令運行路上的超壓切斷閥發生作用,将運行路關上時,備用路能自動投人(注:當出口壓力上升時,備用路上的超壓切斷閥不可發生作用。)

  (3)以上(1)及(2)的工序不可用電子或電力裝置或人手調控來實現,并必須在調壓站電力供應中斷時仍能運作。目前,國内外主要采用工作監視調壓和一用一備兩種調壓流程來保證燃氣調壓系統的安全性,下面先就兩種方案展開比較和讨論。

  2.1 工作監視調壓供氣系統

  工作監視調壓系統設計已經被普遍接受和認同,并且被大量使用在一些關鍵的燃氣輸配系統中。工作監視調壓顧名思義即是由工作調壓器和監視調壓器共同組成,監視調壓器的位置位于工作調壓器上遊、緊急切斷閥下遊,它的出口壓力設定點高于工作調壓器的設定點,低于緊急切斷閥超壓切斷的設定點,當調壓系統正常工作時,監視調壓器因為設定值高于工作出口壓力,處于全開狀态,不妨礙工作調壓器正常工作;當工作調壓器失效,下遊壓力升高,并達到監視調壓器的設定值時,監視調壓器開始工作,保持下遊壓力處于監視調壓器的控制範圍當中。

  工作監視調壓的設計需要幾個有效的前提,一是調壓器的設計為 Fail Open結構,即失效全開,隻有工作調壓器失效全開,監視調壓器才能夠發揮作用;其次,監視調壓器必須處于監視狀态,意味着它的出口壓力設計值必須高于工作調壓器的設定值,具體的設定值依據不同的調壓器性能有所不同,取決于調壓器的調壓精度和工作範圍;同時,下遊用戶可以接受一定壓力範圍的波動。另一方面,調壓器并非全通徑設備,即使是軸流式調壓器,也會在一定程度上阻礙流通的流量并帶來一定的壓損,所以在設計工作監視調壓時,必須要考慮調壓器串聯所造成的流量損失和壓損增大問題。這就使得工作監視調壓的設計并不适合于低壓差的調壓系統和下遊用戶需要壓力波動範圍極小的調壓系統。

  目前,天然氣緊缺的情況時有發生,燃氣供應初期入口壓力往往較低,調壓系統在某種程度上起到的是穩壓的作用,這個時候如果采用監視工作調壓,由于調壓器的串聯結構,勢必在一定程度上犧牲流量和出口壓力。

  2.2 一用一備供氣系統

  為了防止單路供氣因為故障或者維護所造成的停氣,雙路供氣的結構也越來越多的用來代替單路供氣和一用一旁通供氣結構,備用路采用與工作路完全相同的設計,包括了過濾器、截斷閥(球閥或者蝶閥)、緊急切斷閥以及調壓器。備用路的安裝位置與工作路并聯,共用同一個人口和同一個出口,其并聯既可以通過彎頭三通來實現,也可以通過彙氣管插管來實現。備用路雖然用以備用,但并不意味着備用路的前後截斷閥處于關閉狀态,相反,備用路同工作路一樣,前後截斷閥均一直處于全開狀态,這樣做的目的是使備用路在工作路故障切斷時可以自動的不借助任何外力進人工作狀态。正如監視調壓器的設定點高于工作調壓器設定點時,監視調壓器處于全開狀态,相反,通過将備用路調壓器的設定值設定為低于工作路調壓器,備用路調壓器在正常工作即可處于關閉狀态。即使備用路的前後截斷閥處于全開狀态,但是調壓器起到了截斷作用,備用路不會有氣體流通。

  此類調壓系統主要作用有以下幾點:

  (1)當其中一路進行定期維護或維修時,可以由另一路完全擔負向下遊供氣的任務,不會影響下遊用戶連續用氣的需求;

  (2)當下遊用戶用氣量突然增大,工作路單路供氣不能滿足下遊用氣量要求時,下遊壓力會随之降低,備用路調壓器感應到下遊壓力低于自身設定值時,會自動啟動,雙路同時為下遊供氣,實現自動增路的功能。

  (3)當工作路調壓器故障全開時,上遊高壓氣體快速流往下遊,造成下遊瞬間超高,當壓力超過工作路切斷閥設定點時,工作路緊急切斷閥即切斷氣源,工作路停止向下遊供氣;由于下遊繼續用氣,當下遊壓力低于備用路調壓器設定值時,備用路調壓器會自動啟用,整個用氣過程連續、不間斷。