調(diào)壓站在燃氣輸配系統(tǒng)中的主要作用是調(diào)節(jié)和穩(wěn)定系統(tǒng)壓力,并控制燃氣流量,防止調(diào)壓器后設(shè)備被磨損和堵塞,保護系統(tǒng),以免出口壓力過低或超壓.
調(diào)壓站由調(diào)壓器、閥門、過濾器、安全裝置、旁通管以及測量儀表等組成.有的調(diào)壓站裝有計量設(shè)備,除了調(diào)壓以外,還起計量作用,故稱做調(diào)壓計量站.
(一)閥門
為了檢修調(diào)壓器、過濾器以及停用調(diào)壓器時切斷氣源,在調(diào)壓站的進出口處必須裝設(shè)閥門.另外,在距調(diào)壓站10m以外的總進出口管道上也應設(shè)置閥門.正常運行時,此閥門處于常開狀態(tài).當調(diào)壓站發(fā)生事故時,不必接近調(diào)壓站即可關(guān)閥門切斷氣源,以防事故蔓延.在調(diào)壓站大修時,也應關(guān)閉此閥門,切斷氣源.
(二)過濾器
燃氣中含有的各種雜質(zhì)積存在調(diào)壓器和安全閥內(nèi),會妨礙閥芯和閥座的配合,影響調(diào)壓器和安全閥的正常運行,因此,必須在調(diào)壓器入口處安裝過濾器.調(diào)壓站常用鬃毛或玻璃絲做填料的過濾器.如圖7-1-1所示.燃氣帶進過濾器的固體顆粒撞到擋板上,并積聚在過濾器的下部,定期由清掃孔5排出,在燃氣中殘余的小顆粒固體和塵屑阻留在濾芯上.過濾材料裝在兩金屬網(wǎng)格之間,清洗時應先卸開上蓋,并將濾芯取出采.過濾界前后應安裝壓差計,根據(jù)測得的壓力降可以判斷過濾器的堵塞情況.在正常工作情況下．燃氣通過過濾器的壓力損失不得超過10kPa,壓力損失過大時應拆下清洗.
(三)安全閥
由于調(diào)壓器薄膜破裂、關(guān)閉不嚴或調(diào)節(jié)失靈時,會使調(diào)壓器失去自動調(diào)節(jié)及降壓作用,引起出口壓力突然上升,導致系統(tǒng)超壓,危及安全,因此,調(diào)壓站必須設(shè)
置安全閥.
調(diào)壓室的出口壓力由安全切斷閥和安全放散閥進行控制.安全切斷閥控制壓力的上限和下限,安全放散閥只控制壓力的上限.放散閥的放散壓力應比切斷閥的關(guān)閉壓力低.當調(diào)壓器正常工作時,僅在應當關(guān)斷時關(guān)閉不嚴(由于閥門上積存雜質(zhì)、磨損等原因),燃氣才放散到大氣中去.此時,經(jīng)由關(guān)閉不嚴的閥門流過的燃氣量大于用氣量,出口壓力就會增大.為了避免出口壓力過高,就必須將多余的燃氣排入大氣.
圖7-1-1鬃毛過濾器
1—擋板；2—內(nèi)裝過濾材料的濾芯；3—上蓋；4—外殼；5—清掃孔
如調(diào)壓器發(fā)生故障,燃氣通過放散閥已進行放散,但出口壓力仍繼續(xù)升高,這樣的情況就是事故.此時,應切斷閥動作,關(guān)閉調(diào)壓器前的燃氣管道.當然氣管道內(nèi)發(fā)生事故而出口壓力過低時,切斷閥也能自動關(guān)斷.在消除關(guān)斷原因之后.切斷閥不能自動恢復工作,只能由檢修人員開啟后,才能重新供氣.
安全切斷擱如圖7-1-2所示.其動作原理如下：在開啟狀態(tài)下由內(nèi)止動器將閥芯6支起,止動器裝在可提升杠桿8的共用軸18上,提升扛桿處于最高位置時,是由曲柄杠桿保險鎖4的扳鉤支起的.保險鎖的軸固定在切斷閥的外殼上.擊發(fā)器11 保持垂直位置,并使其凸端構(gòu)住橫桿的栓扣16.橫桿的另一端與薄膜連接桿10的凹口連結(jié)在一起.被檢測的壓力導至膜下空間.當這一壓力低于下限時,作用在薄膜連接桿上重塊13的重力大于薄膜下側(cè)斷受被檢測的燃氣壓力,結(jié)果使連接桿下降.橫桿的栓扣16向上偏轉(zhuǎn),擊發(fā)器11落下,并打在杠桿式保險鎖4上.使保險杠桿和提升杠桿的鉤子摘開,而使閥門關(guān)閉.安全切斷閥動作的下限壓力取決于盤形重塊13的重量.
圖7-1-2 ⅡKH和ⅡKB安全切斷閥
1—導向桿；2—定位器；3—止動器；4—保險鎖；5—閥座；6—閥芯；7—閥桿；8—可提升的杠桿；9—薄膜；10—連接桿
11—擊發(fā)器；12—支承墊；13—重塊；14—調(diào)節(jié)螺母；15—彈簧；16—栓扣；17—填料壓蓋；18—杠桿的軸
切斷閥動作的上限壓力用調(diào)節(jié)螺母14,使彈簧15受到不同的壓縮來調(diào)定.閥門開啟時彈簧通過支承墊12頂住薄膜上蓋的凸緣.當薄膜下側(cè)所受燃氣壓力的作用小于彈簧力時,薄膜始終保持不動.當被檢測的壓力超過壓力上限時,薄膜受力增大而上移,使彈簧受壓,橫桿的栓扣向下偏轉(zhuǎn),擊發(fā)器落下使閥門關(guān)閉.
閥芯6關(guān)閉時,靠自身重量和集中在提升杠桿末端重塊的作用而壓緊在閥座上.此外,燃氣壓力也會使閥芯緊壓閥座.但當入口壓力為高壓時,會使閥芯提升較為困難.為了在開啟時從閥芯兩側(cè)平衡燃氣壓力,在切斷閥上設(shè)有專門的均壓閥.當閥門關(guān)閉時,均壓閥的閥孔由杠桿7的下端關(guān)閉.在開啟主閥時杠桿也使均壓閥打開,結(jié)果使在薄膜上下腔室內(nèi)的燃氣壓力很快得到平衡,使提升閥芯較為容易.
薄膜彈簧式安全放散閥如圖7-1-3所示.這類閥有直徑為25mm和50mm兩種.放散壓力可調(diào)整為表壓0．001—0．125MPa.被檢測的壓力值由改變彈簧2的受壓程度給定.薄膜3上側(cè)所受的力是被調(diào)壓力,當它大于安全放散閥調(diào)定的放散壓力時,則薄膜所受的力大于彈簧的壓力,使彈簧受壓并使閥門開啟,多余的燃氣就排入大氣.
水封式安全器構(gòu)造簡單,有時設(shè)置于調(diào)壓站的出口.它的工作壓力低于安全閥動作之壓力,因此當壓力升高時,水封安全器首先起作用,當超壓時,燃氣沖破水封放散到大氣中；如果水封安全器的通過能力不足以降低調(diào)壓器后面的燃氣壓力,則安全閥開始動作,井切斷燃氣道路.應隨時注意水封式安全器的液位的變化,在寒冷季節(jié),調(diào)壓站應有采毆設(shè)施或在水封內(nèi)注入防凍液.
安全閥的放散管應高出調(diào)壓站屋頂1．5m,應注意周圍建筑物的高度、距離和風向,并采取措施防止燃氣放散時污染環(huán)境.
(四)旁通管
凡不能間斷供氣的調(diào)壓站均應設(shè)旁通管,以保證調(diào)壓站維修時繼續(xù)供氣.燃氣通過旁通管供給用戶時,燃氣管網(wǎng)的壓力和流量由手動調(diào)節(jié)旁通管上的閥門來控制.對于高壓調(diào)壓裝置,為了便于調(diào)節(jié),通常在旁通管上設(shè)置兩個閥門.
圖 7-1-3 пKC型安全放散閥
1—調(diào)節(jié)螺絲；2—彈簧；3—薄膜；4—墊料層；3—滑閥；6—外殼
旁通管的管徑應根據(jù)該調(diào)壓站燃氣最低進口壓力、所需出口壓力和調(diào)壓站最大出口流量確定.旁通管管徑通常比調(diào)壓器出口管的管徑小2-3號.為了防止噪聲和振動,旁通管的最小管徑應不小于DN50.在正常運行時,旁通管上的閥門應全部關(guān)閉.
(五)測量儀表
通常,調(diào)壓器入口處安裝指示式壓力計,調(diào)壓器出口處安裝自動記錄式壓力計,用以自動記錄調(diào)壓器的出口瞬時壓力,以便監(jiān)視調(diào)壓器的工作狀況.有些調(diào)壓站還安裝流量計.
二、調(diào)壓站的工藝流程
(一)單通道調(diào)壓站
單通道調(diào)壓站的工藝流程,如圖7-1-4所示.此系統(tǒng)正常運行時,入口燃氣經(jīng)進口閥門及過濾器進入調(diào)壓器,調(diào)壓后的燃氣經(jīng)流量計及出口閥送到管網(wǎng).當維修時,可關(guān)閉進出口閥門,打開旁通閥,燃氣由旁通管流出.
當調(diào)壓器出口壓力過高時,安全閥啟動,安全閥需手動復位.
(二)并聯(lián)通道調(diào)壓站
并聯(lián)通道調(diào)壓站的工藝流程,如圖7-1-5所示.主調(diào)壓器4的給定出口壓力略高于備用調(diào)壓器8的給定出口壓力,所以正常工作時,備用調(diào)壓器8呈關(guān)閉狀態(tài).當正常工作的主調(diào)壓器4發(fā)生故障時,使出口壓力增加到超過允許范圍,通過主子線供應的燃氣被主調(diào)壓器所附帶的安全切斷閥自動切斷,致使出口壓力降低.當下降到備用調(diào)壓器的給定壓力時；備用調(diào)壓器8自行啟動正常工作.
圖7-1-4 單通道調(diào)壓室流程圖
1—絕緣法蘭；2—入口閥門；3—過濾器；4—帶安全閥的調(diào)壓器,5—出口閥門；6—流量計；7—旁通閥
圖7-1-5并聯(lián)通道調(diào)壓室流程圈
1—絕緣法蘭；2—入口閥門；3—過濾器；4—正常工作主調(diào)壓器；5—出口閥門；6—流量計；7—旁通閥；8—備用調(diào)壓器.
調(diào)壓站的范圍通常包括調(diào)壓室外的進出站閥門、進出站管道和調(diào)壓室.
調(diào)壓室外的進出站閥門通常安裝在地下閘井內(nèi),閥門一側(cè)或兩側(cè)安裝放散閥和放散管,閥門后連接補償器.進出站閥門與調(diào)壓室外墻的距離一般在6～100m范圍內(nèi).若調(diào)壓室外的進出站燃氣管道同溝敷設(shè)時,進出站閥門可以安裝在同一座地下閘井內(nèi),但進出站閥門上應設(shè)置醒目的區(qū)分標志.
調(diào)壓室的進出站燃氣管道通常是埋地敷設(shè),管道上不設(shè)任何配件,坡向室外進出站閥門.管道穿過調(diào)壓室外墻進入調(diào)壓室,穿墻處應加套管,套管內(nèi)不準有接頭.
調(diào)壓室一般為地上的獨立建筑物,如受條件限制,也可以是半地下或地下構(gòu)筑物,但是,應便于工作人員出入,能經(jīng)常通風換氣,并應具有防止雨水和地下水流入室內(nèi)的措施.當自然條件和周圍環(huán)境許可時,調(diào)壓設(shè)備可以露天布置,但應設(shè)圍墻或圍欄.
按照所安裝的調(diào)壓器類型及習慣性稱呼,通?？蓪⒄{(diào)壓室分為活塞式調(diào)壓器室、T型調(diào)壓器室、雷諾式調(diào)壓器室和自力式調(diào)壓器室.活寒式和T型調(diào)壓器室具有基本相同的工藝布置形式,其安裝方法和安裝程序也基本相同.由于活塞式和T型調(diào)壓器室廣泛布置于各類燃氣的各種壓力級別的城市燃氣管網(wǎng)中,所以是最常見的調(diào)壓器室；雷諾調(diào)壓器室一般僅用于人工燃氣臂網(wǎng)的中低壓燃氣調(diào)壓站,室內(nèi)工藝布置也與前者不大相同；而自力式調(diào)壓器室則較多地用于天然氣門站或儲配站.
調(diào)壓站的安裝順序一般為先室外,后室內(nèi)；先地下,后地上；先管道,后設(shè)備.先、后安裝均應以同一安裝基準線為標準,以確保安裝質(zhì)量,例如,先、后安裝的管道均以管道中心線的方位和標高為基準,調(diào)壓器等設(shè)備均以軸線方位為基準等.
三、調(diào)壓器室的安裝
(一)活塞式調(diào)壓器室的安裝
圖7-1-6為一般區(qū)域性活塞式調(diào)壓器室的系統(tǒng)安裝圖.首先應按照設(shè)計安裝圖核對材料設(shè)備.在管子、管件、設(shè)備和儀表配備齊全并完好無損的條件下,才能進行放線,標出管道中心線和設(shè)備軸線的位置及相對標高,最后按照“先地下,后地上”,“先設(shè)備,后儀表”的原則順序進行安裝.
圖7-1-6 RTJ-218型調(diào)壓站系統(tǒng)圖
1—RTJ-218型調(diào)壓器；2—波紋管；3—過濾器；4—閘門；5—水封；6—接自動記錄儀；7—接U形水銀壓力計：8—接U形水柱壓力計；9—彈簧壓力表
(二)管道安裝
管道安裝最好是密切配合建筑物施工進度進行.在開挖建筑物基礎(chǔ)時,把室內(nèi)地下管道預埋好,地下穿墻管在砌墻時預留出墻洞.室內(nèi)地上管道可在室內(nèi)裝飾前或地面修筑前進行.為了減少現(xiàn)場安裝工作量,應最大程度地預制,即把所需的彎頭,帶有分支管的管段以及法蘭短管等預先制作.制作尺寸及重量應以方便現(xiàn)場裝配為原則.
埋地管道的安裝應嚴格控制各段管道的平面位置與標高,保證室內(nèi)管道坡向室外管道.伸出地面的垂直管段,其高度應給地上臂道的安裝留有足夠的切割余量,然后焊接鋼板堵,進行強度試驗,試驗合格后防腐回填,回填時,給垂直管段套放穿地面套管.回填夯實過程,不得使地下管道移動,并保持垂直管段垂直于地面.預制埋地管道時,也可以一次裝配至地面上的法蘭接口處；上緊法蘭蓋堵后進行強度試驗,但需產(chǎn)格控制安裝尺寸,回填固定后,要檢查法蘭中心標高是否符合設(shè)計要求,法蘭表面應垂直于待接的管道中心線.
地上管道的安裝在室內(nèi)回填土夯實后進行.若是在修筑地面之前安裝,道先應找出室內(nèi)地平線,標在墻上,以此為管道安裝的高程基準,然后按放線時標出的平面位置和標高安裝各段管道.
調(diào)壓器前后閥門之間的管段,最好是把閥門、過濾器、波紋管補償器和調(diào)壓器等按平面位置和寓程穩(wěn)固好,法蘭連接處先用螺栓緊固盾,配齊短管井進行謂直找平,再進行法蘭的點固焊.待完成全部點固焊后,松開螺栓,進行短管與法蘭的壞縫焊接.最后加法蘭墊片進行設(shè)備安裝.
DN≤50mm的地上管道一般為螺紋連接,DN＞50mm的管道一般為焊接或法蘭連接.
管道支撐可采用焊接鋼支架或砌筑磚墩.
調(diào)壓室的安全放散管應接出室外,高出層頂1．5m.調(diào)壓器兩側(cè)的管道應分別坡向埋地管道,儀表管應坡向主管,坡度為2‰.
埋地鋼管道全部作加強絕緣防腐層,地面上的管道要求涂刷防銹漆一道,調(diào)和漆二道.
(三)設(shè)備安裝
首先校對調(diào)壓器型號是否符合設(shè)計要求.燃氣調(diào)壓器的型號由二組符號和數(shù)字所組成,二組之間用“一”隔開；第一組有三位符號,前二位“RT”表示燃氣調(diào)壓器,第三位符號為“Z”(直接作用式)或“J”(間接作用式)；第二組經(jīng)常有四位符號或數(shù)字,第一位數(shù)字表示調(diào)壓器進口壓力級別(低壓,中壓A,中壓B和次高壓),第二位數(shù)字表示出口壓力級別,第三位數(shù)字表示公稱直徑的 ,第四位符號為L(螺紋連接)或F(法蘭連接),若第四位符號不寫出則表示DNa≤50為螺紋連接,DN＞50必為法蘭連接.例如BTJ-218表示進口壓力可為中、低壓,出口壓力為低壓,DN200的間接作用式燃氣調(diào)壓器,法蘭連接.
調(diào)壓室內(nèi)所有設(shè)備在安裝前均應進行檢查清洗,閥門和調(diào)壓器還應檢查閥蓋的法蘭墊片和壓蓋下的填料,如有損傷應予以更換.
站內(nèi)閥門采用明桿閥門或密封性能較好的油封旋塞閥,也可采用蝶閥.DN≤50的閥門采用壓蓋旋塞閥.安裝前應對閥門進行空氣壓力試驗,沒有條件做壓力試驗時則應做滲煤油試驗.安裝后的閥門手輪(柄)應按不同操作壓力涂刷不同顏色,例如次高壓刷紅色,中壓刷黃色,低壓刷綠色等.
調(diào)壓器應按閥體上箭頭所指燃氣進出口方向安裝,安裝時調(diào)壓閥應處于關(guān)閉狀態(tài),安裝前應分別檢查主調(diào)壓器和指揮器以及排氣閥等各部件動作是否靈敏,接頭是否牢固.調(diào)壓器應平放安裝,使主調(diào)壓器的閥桿呈垂直狀態(tài),不得傾斜和倒置.每臺主調(diào)壓器前均應設(shè)置過濾器,安裝前應拆下過濾網(wǎng)清洗干凈.
調(diào)壓室的低壓出口管道上必須安裝安全閥或水封式安全裝置.安全閥安裝前應檢查彈簧、薄膜、閥桿和閥口是否有損傷,動作是否靈敏.水封構(gòu)造如圖7-1-7所示,可以在現(xiàn)場焊接制作,安裝前需經(jīng)強度試驗,水封的進氣管和放散管可用法蘭連接(A型),也可用螺紋連接.
圖7-1-7水封構(gòu)造
1—水罐；2—水(或不凍液)；3—燃氣管；4—排氣口法蘭；5—進氣口法蘭；6—注水口：7—液面計角閥；8—玻璃管；9—放散管；10—放散口
(四)雷諾式調(diào)壓器室的安裝
圖7-1-8所示為不設(shè)過濾器的雷諾式調(diào)壓器室安裝圖.由圖可知,雷諾式調(diào)壓器由主調(diào)壓器、中壓輔助調(diào)壓器、低壓輔助調(diào)壓器和壓力平衡器(又稱作中間壓力調(diào)節(jié)器)等四部分組成.主調(diào)壓器與調(diào)壓室進出口閥門直接用法蘭連接,進口側(cè)和出口側(cè)各連接一個法蘭接口的三通,進、出口三通支管之間的連接旁通管,旁通管中心線與主管中心線同標高并相互平行,旁通管上安裝法蘭連接的旁通閥門.進、出口三通上各接出一根導壓管分別與中、低壓輔助調(diào)壓器連接,中、低壓輔助調(diào)壓器之間用導壓管相互連接,該導壓管又與壓力平衡器的薄膜下腔接通.進、出口三通分別與伸出地面90°彎管以法蘭連接,主調(diào)壓器和壓力平衡器的薄膜下腔分別用導壓管與低壓出口管道連接.主調(diào)壓器薄膜和壓力平衡器薄膜之間用連桿連接.雷諾式調(diào)壓器各部件之間的連接如圖7-1-9所示.
圖7-1-8雷諾式調(diào)壓器室平面安裝圖
1—主調(diào)壓器；2—中間壓力調(diào)節(jié)器；3—低壓輔助調(diào)壓器；4—中壓軸助調(diào)壓器；5—進口閥門；
6—出口閥門；7—旁通閥；8—水封；9—進口管；10—出口管；11—低壓連通管
雷諾式調(diào)壓器室的主管道和旁通管道由于具有固定的形狀和尺寸,因此既可以采用鑄鐵管也可以采用鋼管.導壓管則采用螺紋連接,為了方便安裝,每段導壓管均可安裝一個活接頭.當主管道采用鑄鐵管時,出口管上可連掛圖7—1-7中的B型水封.
(五)自力式調(diào)壓器室的妄裝
自力式調(diào)壓器室內(nèi)的工藝系統(tǒng)與活塞式調(diào)壓器室基本相同,主要區(qū)別在于指揮器和針形閥屬于調(diào)壓器的附件,現(xiàn)場安裝時應按照圖7-1-10所示的位置和尺寸.導壓管端部均帶有活接頭,采用螺紋連接.調(diào)壓器的進出口可按其公稱直徑以光滑直管連接,也可用漸縮管連接,但進出口壓力的導壓管應安裝在光滑管上,其取壓點與漸縮管的距離不小于500mm.
圖7-1-9雷諾式調(diào)壓器部件連接示意圖
1—進口閥；2—出口閥；3—中輔進口閥；4—低輔出口閥；5—中壓輔助調(diào)節(jié)器；6—低壓輔助調(diào)節(jié)器；7—針形閥；
8—主調(diào)壓器閥；9—中間壓力調(diào)節(jié)器；10—重塊；11—連桿；12—杠桿；13—放氣閥；14—主薄膜
圖7-1-10 自力式調(diào)壓器安裝示意圃
1—自動調(diào)壓器；2—指揮器；3—針形閥
四、調(diào)壓站的壓力試驗
調(diào)壓站內(nèi)的管道、設(shè)備和儀表安裝完畢再進行度試驗和氣密性試驗.試驗介質(zhì)為壓縮空氣,試驗壓力值根據(jù)調(diào)壓器前后的管道壓力級制分別確定.試驗時,將調(diào)壓器和儀表與系統(tǒng)斷開.
強度試驗時,分別在進出口管道的試驗壓力下用肥皂水檢查所有接口,直至不漏為合格.
強度試驗合格后進行氣密性試驗,達到氣密性試驗壓力值后應穩(wěn)壓6小時,然后觀測12小時,在11小時內(nèi)實際壓力降不超過初壓的1％一般認為合格,實際壓力降可按下式計算.
式中 △P—實際壓力降(％)；
B1,B1—試驗開始和結(jié)束時的大氣壓力；
H1,H2—試驗開始和結(jié)束時的壓力計讀數(shù)；
t1,t2—試驗開始和結(jié)束時的環(huán)境溫度(℃).
在上述嚴密性試驗合格后,將調(diào)壓器和儀表與系統(tǒng)接通,在工作壓力下,用肥皂水檢查調(diào)壓器和儀表的全部接口,若未發(fā)現(xiàn)漏氣可認為合格.