毕业设计::燃气调压撬设计:外文翻译+文献综述+开题报告+摘要+目录+正

毕业设计(论文)任务书(理工类)

学生姓名： 专 业：机械设计制造及其自动化

班 级： 学 号： 2 1437

指导教师： 职 称： 讲 师 完成时间： 2 4

毕业设计(论文)题目：燃气调压撬设计

教师科研纵向课题（ ）课 题

横向课题（ ）

题目来源

理论研究（ ）

题目类型

应用研究（√）

应用设计（ ）

其 他（ ）

注：请直接在所属项目括号内打“√”

教师自拟课题（√）

学生自拟课题（ ）

总体设计要求及技术要点：

进口压力范围： 0.07-0.4 Mpa

出口压力范围： 2.3-5 Kpa

标况流量：800 Nm³/h

流通介质：天然气

调压结构形式：2+1

安全模式：超高压切断+安全放散

工作环境及技术条件：

SolidWorks软件。

CAD软件

工作内容及最终成果：

工作内容：工艺流程图、零部件清单、外形图、基础图、三维效果图及二维图纸。

最终成果：800方调压站的全套图纸。

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时间进度安排：

第1周 调研

对目前现有的燃气调压站设计进行调研

第2周 资料收集

收集设计过程中所需的各种资料

第3-4周 总体方案确定

简单方案阶段的设计。

第5-12周 数据整理，计算及校核

对管径、壁厚的选择；对调压器、过滤器的选型完成相应的计算。

第13-14周 最终成果

完成设计图纸及说明书。

第15周 论文整理

指导教师签字：

年 月 日

教研室主任意见：

教研室主任签字：

年 月 日

3

密 级

分类号

编 号

成 绩

本科生毕业设计 (论文)

外 文 翻 译

原 文 标 题

FL,FL-BP,MFL and MFL-BP

译 文 标 题

调压器系列：FL、FL-BP、MFL、作者所在系别 机械工程系

作者所在专业 机械设计制造及其自动化

作者所在班级

作 者 姓 名

作 者 学 号

指导教师姓名

指导教师职称

完 成 时 间 年 月

4

译文标题

原文标题

作 者

原文出处

调压器系列：FL、FL-BP、MFL 、FL-BP

FL、FL-BP、MFL 、FL-BP

译 名 国 籍

Tartarini 调压器产品说明

附录Ⅰ 英文翻译译文

调压器系列：FL、FL-BP、MFL、MFL-BP

1. 说明

FL系列调压器附带指挥器，内部为轴流式调压，机座结构简单，阀筒上配置控制阀口开关平衡装置。法兰边接ANSI 150 或

ANSI 600 口径 DN15-DN 150

FL 系列包括：

FL、FL-BP:( 高、中、低压) 指挥器传动式调压器

FL-E、FL-E-BP:（高、中、低压）安装在调压器进口的监控调压器

MFL、MFL-BP：( 高、中、低压) 连体工作调压器和监控调压器

请参照0077、0078、或0081 有关指挥器和监控调压器的技术资料。

2. 安装

a） 检查燃气输配管线压力是否与调压器上标签所印的适合压力范围相符。

b） 检查调压器上的气流箭头是否与安装管线的气流一致。

c） 请参照第三页图示。安装调压器。

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3. 通气步骤

a） 过滤流过调压器前的燃气。如条件需要，应先将气体加热后调压。

b） 稍微打开调压器后面管道上的出口阀门。

c） 慢慢地稍微打开调压器前的进口阀门。

d） 停留片刻直到气流稳定。

e） 将调压器前、后的进口阀门和出口阀门全部打开。

4. 常见故障原因

调压器工作不正常、也有可能是指挥器故障。详见有关指挥器的技术资料0078或0081.

4.1 调压器阀口打不开

a）调压器进口压力

b）指挥器进口压力

c）调压器的皮膜损坏

4.2 调压器出口设定压力低

a）进口压力不够

b）实际流量超高调压器的设计流量

c）指挥器送气部分损坏

d）过滤器进口堵塞

4.3 调压器的出口设定压力升高

a) 密封件磨损

b）阀口密封垫片磨损

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4.4 调压器震颤

a）取压管连接错位

b）流量过低

c）指挥器上的取压泄压阀孔口径不对

4.5 结冰 （只限于高压FL、FL-E、MFL系列调压器）

检查：

a） 调压前的热交换系统不工作或加热热量不足

b） 流量过低

5. 定期检查

应对调压器和指挥器进行定期检查

（详见技术资料）

慢慢关上阀口门，检查阀门至调压器密封情况，读出口压力表。出口压力应略升高。原因是受关闭回压的影响，但压力会很稳定。如果压力仍然不断升高，即密封不严，检查调压器和指挥器。进行维修保养。

6. 维修

6.1 要点

由有经验的熟练维修人员进行维护，如果需要相关信息，可以和技术服务部或授权的经销商联系。

维修前应先将调压器前后的进口和出口阀门关上，打开位于调压器和进出口阀门之间的小放气阀。卸掉调压器阀体内压力。维修安装完成后，应该用肥皂水检查所有连接密封部位。

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6.2 更换阀口垫片

a） 拆去连接法兰上的隔板（48）距离衬圈，详见第三页图式；如无安装隔板，可拆掉调压器进出连接。

b） 拆掉螺钉（15），卸掉法兰（14）。

c） 拧出阀口垫片托（18）上的一圈螺钉（20），拆下托盘（18）。

d） 取出螺钉（20）阀垫固定板（21）和阀口垫片（16）。

e） 如果垫片损坏，应立即更换。

f） 检查阀筒（2）和垫片接触表面是否完好，如无磨损，可以继续维修保养。卸下阀筒（2）。

g） 倒推以上过程，重新安装好，注意不要磨损密封圈（22）应使用气泵指挥器给（B）孔加压，是阀（2）全部打开，以不阻碍法兰（14）的安装。

6.3 总体维护

a） 拆下所有压力连管，将调压器从管道上卸下。

b） 在法兰（1和14）和盖盘（8和12）上划线。

c） 取下螺钉(15),横向退下出口法兰（14）。

d） 取下阀口垫片托（18）检查6.2中所述阀口垫片。

e） 取出螺钉（9），拆开阀盖（8和22）

注意：阀盖（8和22）之间压紧弹簧会突然放松

将盖弹飞.可以按住两盖盘后，慢慢卸下最后两个螺钉（9）

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f） 从进口法兰（8）上拆下阀筒组合件及其相关部分（2-7）。

g） 拆掉螺钉（27），从阀筒上拆下皮膜夹板（6.13）和皮膜（7）。

h) 检查所有密封圈（3.4.24）和防磨环（25.39.40）

的磨损情况，

特别注意：

切勿操作不当，磨坏镀铬或镀镍的表面

i)

j)

建议在防磨环破损时，才更换。

用汽油擦鞋拆卸下来的部件，在用高压空气吹干

6.4 MFL , MFL-BP

注：MFL和MFL-BP包括2台调压器。入口调压器的作用是监控调压器。而出口调压器材实真正的主调压器。监控调压器的出口法兰（14）和主调压器的入口法兰为一体（管道A）。

——参见6.2中的调压器阀口垫片更换图

——参见6.2中的监控器阀口垫片更换图，唯一一点不

同的是拆下监控器的螺钉（15），而不是调压器螺钉。

7. 设定

压力设定时，应调节指挥器上的设定螺母；观察出口管道上的压力表，设定调试时，应打开调压器入口和出口管道上的阀门，以使调压器内有气流通过，如果进行技术维修，可以不打开出口阀。和调压器出口管道上的小放气阀进行压力设定至所需压力。

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注：1. 指导教师对译文进行评阅时应注意以下几个方面：①翻译的外文文献与毕业设计（论文）的主题是否高度相关，并作为外文参考文献列入毕业设计（论文）的参考文献；②翻译的外文文献字数是否达到规定数量（3 000字以上）；③译文语言是否准确、通顺、具有参考价值。

2. 外文原文应以附件的方式置于译文之后。

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毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述

城市燃气输配系统

一、概述

城市燃气的输配系统一般是指从生产厂输出开始，一直到把燃气按用户需要的压力、数量输送给用户为止，其间所需的各种设施组成的整个系统。对天然气长距离输气系统，或采用管道输送液化石油气，则指燃气进入城市接收站或包括液化石油气储存站开始到用户的整个部分。

1、城市燃气输配系统的压力级制

城市燃气输配系统根据输气压力来分级，因为燃气管道的气密性与其他管道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故；同时管网采用不同的压力级制是比较经济的，而且各类用户所需要的燃气压力也不同。一般居民用户和小型公共建筑用户直接由低压管道供气。中压和高压管道输配系统必须通过区域调压器或用户专用调压器后由低压输配系统供气。城市燃气输配系统的压力级制，应根据城市大小、气源压力、燃气组分、灶具设计等因素决定。通常，城市越大，压力级制就越复杂。

我国城市燃气压力级制划分标准：

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高压A 0.8＜p≤1.6MPa

高压B 0.4＜p≤0.8MPa

中压A 0.2＜p≤0.4MPa

中压B 0.005＜p≤0.2MPa

低压 p≤0.005MPa

2、城市燃气管网系统

城市燃气管网由各种压力的燃气管道组成。按其组合形式的不同，一般可分单级系统、两级系统、三级系统和多级系统。

单级系统只有一个压力等级，仅用于低压管网分配和供应的系统，其系统简单，维护方便，但供应能力较小。两级系统一般由低压和中压或次高压和低压两级管网组成，其在成本增加不大的情况下，供气能力和压力状况有较大改善，但运行费用较高，运行管理也较复杂。三级系统和多级系统通常是在燃气输送量很大、输送距离很远而中压管道又不能有效地保证长距离输送大量燃气，或难以敷设高压燃气管道而中压管道投资过大，或以天然气为气源时采用。

3、城市燃气输配系统的主要设备

城市燃气输配系统主要设备包括：压送设备、储存设备、调压计量设备及输配管网。

(1) 压送设备

压送设备是用来提高燃气压力或输送煤气的机器。目前中、低压两级制城市燃气输配系统中使用的压送设备主要有：罗茨式鼓风机、往复式压缩机等。

(2) 储存设备

城市燃气用量是不断变化的，有月不均匀性、日不均匀性和时不均匀性，单气源的供应量不可能完全按用气量的变化而随时改变。为保证按用户要求不间断地供应燃气，除设置机动气源、利用缓冲用户和发挥调度作用外，必须设置储存设备。对天然气长输干线可利用气体可压缩性进行干管末端储气，或低温液态储存。对城市人工燃气，从经济角度考虑需专门修建储气柜.

(3) 调压计量设备

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调压设备的作用是降低和稳定燃气输配管网的压力。根据调压器的构造，可分为直接作用式调压器和间接作用式调压器。计量设备是测量用户用气量的设备，根据其计量方式的不同可分为容积式、速度式、差压式等计量设备。

(4) 中、低压管网及管道附属设备

管道设备是城市燃气输配系统中的重要组成部分，它可分为中（高）、低压管网及管道附属设备两个部分，管道附属设备包括阀门、伸缩补偿器、过滤器、排水器等。

二、燃气调压计量系统

城市燃气一般以较高压力输送，用户要能正常使用，必须将压力调节到燃气设备能够承受的压力范围，此过程必须使用恰当的调压设备。城市燃气作为一种不可再生的能源，必须通过对使用者进行合理的收费来体现其的价值，而合理的收费必须建立在准确的计量上，采用合适的计量设备可保证燃气供应者和使用者双方的利益。

一个完整的调压计量站可集成压力调节、流量调节、流量计量、安全装置、加热装置、加臭装置、除尘分离装置、燃气过滤装置、就地与远程控制系统、通讯系统等。在整个燃气输配系统中，对于不同压力、不同流量的管网中，其所用的调压计量系统会有很大的不同。按其压力及适用用户的规模一般可将其分成三种类型：

(1)城市门站（包括大型输配管线分输站、燃气管网配气站等），设置在长输干线和城市高压干线之间，用来对长输管道来气进行流量分配、计量、净化、气质检测、调压和加臭等工作。

(2) 燃气输配管网用区域调压计量站，用于居民小区、公福用户、工业企业、直燃设备等供气。

(3) 楼栋调压箱，用于用户数量较少的居民点，如居民楼等。

三、燃气调压计量站的设计概念

1、决定调压站内调压线路的因素

(1) 根据实际供气量和所选择的调压器决定：

 首先保证选择最适合下游供气工况的调压器

 根据选定调压器的流通能力与下游供气量来决定调压线路

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(2) 根据调压站的性质来决定：

 城市门站及大型区域调压站宜选择多线供气

 管网末端的大型公福调压站宜选择多线供气

 环状管网内的区域调压站宜选择单线供气，可降低成本

 小型公福用户调压站及楼栋调压箱亦可选用单线供气

2、决定调压站内供气形式的因素

为保证连续及安全供气，调压线路宜采取以下形式：

串联监控式连接，并配置安全切断阀为最安全形式：城市门站及一些重要调压站宜采用此种形式。

串联监控式连接，可保证下游不中断供气重要工业用户宜采用此种方式

调压器与切断阀组合，可保证下游安全供气工业、公福用户以及楼栋调压箱宜采用此种形式

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3、决定调压站内计量仪表的因素

1. 根据供气量决定：

 大流量调压站（超过1600Nm3/h），宜采用孔板或涡轮流量计

 中流量调压站（介于25-1600 Nm3/h），宜采用罗茨流量计或涡轮流量计

 小流量调压站（小于25 Nm3/h），宜采用罗茨流量计、涡轮流量计或皮膜表

2. 根据供气量变化决定：

 最小流量与最大流量比不超过5:1，可采用孔板流量计

 最小流量与最大流量比超过5:1，可采用罗茨流量计、涡轮流量计或皮膜表

3. 根据安装距离决定

 罗茨流量计和皮膜表安装距离紧凑

 孔板及涡轮流量计需保留前后直管段距离

四、燃气调压计量站的注意事项

在整个调压计量站内，有些事项应在设计时必须给予考虑：

1. 安全因素

所有调压站在保证连续供气的同时，必须考虑安全保护措施，即保证调压器下游不超压。

 北美式的安全保护措施为： 调压器串联监控安装

 欧洲式的安全保护措施为： 调压器配置安全切断阀

 所有调压站应设置安全放散阀，以确保安全及连续供气

2、噪音由于减压时气体与调压器阀口及下游管道摩擦共振，产生噪音。降低噪音的措

施为：

 采用特殊设计的阀口，以减小流速，降低噪音

 在调压器内安置吸震材料，以减小振动

 在调压器出口处安装扰流器，以达到降燥的效果

 增加下游管道壁厚，以减小振动

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3、静电保护

减压时，高速气体与调压器阀口及下游管道摩擦产生杂散电流，因此应在调压器进出口端配备绝缘法兰，以防止产生杂散电流流入输配管网，破坏管网中牺牲阴级保护措施，同时，应将产生的杂散电流进行接地处理。

4、加热及保温措施

天然气每降压1bar，温度降低约0.5℃。若天然气中含有水分，有可能产生结冰

现象。因此，若有必要，应对调压站采取保温及加热措施。

5、气体流速气体流速可由实际流量除以管道截面积得出，较为合理的流速为20m/s，因此，可以决定调压站上下游管道的直径。

五、调压器

燃气供应系统的压力工况是利用调压器来控制的，在设计所规定的流量范围内，当进口压力或负荷发生变化时，调压器能自动调节出口压力，使其稳定在规定的压力范围内。在燃气输配系统中，所以调压器均是将较高压力降至较低压力，因此，调压器是一个降压设备。1、调压器的工作原理

调压器的结构原理图如图。正常情况下，作用在皮膜上方的重块（或弹簧）给皮膜向下的力W与作用在皮膜下方的燃气压力P处于平衡状态，管道下游压力处于稳定状态。

当出口处的用气量增加或入口压力降低

时，燃气出口压力P 降低，造成P＜W，失去平衡。

此时皮膜下降，使阀门开大，燃气流量增加，

使压力恢复平衡状态。

当出口处的用气量减少或入口压力增加

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时，

燃气出口压力P 即升高，造成P＞W，

此时皮膜上升，带动阀门使开度减小，因此又逐渐使压力恢复到原来的状态。

可见，不论用气量及入口压力如何变化，调压器可以通过重块（或弹簧）的调节作用，经常自动地保持稳定的供应压力。因此调压器和与其连接的管网是一个自调系统。

2、调压器的主要组成部分

各种调压器的结构可能各不相同，但其主要功能的实现部分大致相同，由以下

几部分组成：

 调压弹簧（或指挥器）

 皮膜/传动装置

 阀/阀座

 调压器壳体

 信号管

3、调压器的分类调压器通常分直接作用式和间接作用式两种

(1) 直接作用式调压器

直接作用式调压器只依靠敏感元件（皮膜）所感受的出口压力的变化，通过移动调节阀门进行压力调节。（右图为Schlumberger 公司生产的4000 系列调压器的结构剖视图，此调压器为典型的直接作用式调压器）

直接作用式调压器有以下特点：

 结构简单，反应速度快，适合于小型公福用户、居民用户及各类直燃设备

 精度通常为10%

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 皮膜为直接作用式调压器的执行结构，口径较大时维修成本较高

(2) 间接作用式调压器

在间接作用式调压器中，燃气出口压力的变化使操纵机构（如指挥器）动作，接通被调介质（或外部能源）使调压阀门移动。间接作用式调压器的敏感元件和传动装置的受力元件是分开的。（右图为Schlumberger 公司生产的4700 系列调压器的结构剖视图，此调压器为典型的间接作用式调压器）

 间接作用式调压器有以下特点：

 精度高、流量大，但反应速度较慢，结构复杂，大口径时相对体积较小

 通常精度小于5%

 可配置双指挥器及快开式阀口结构，以提高反应速度

4、调压器的一些主要性能参数

 Pe＝进口压力

 Pa＝出口压力

 Pzul＝调压器许用压力

 Q＝体积流量

 Pas＝调压器设定压力

 Pf＝关闭压力（此时Q＝0）

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 Wh＝可调压力范围（指采用所有不同规格弹簧所能调节的整个压力范围）

 Wa＝特定调压范围（指单根弹簧所能调节的压力范围）

 RG(AC)＝调压精度（压力调节准确度的最大允许值）

 SG＝关闭压力等级（Pf 和Pas 间最大可能偏差）

 KG/SG＝流量系数

六、流量计量和流量修正仪表

(一)、流量计量仪表

燃气供应系统中，至关重要的一个环节就是燃气的计费，这个环节关系到燃气买卖双方的切身利益，所以合理的选择计量方式和计量仪表对双方均十分重要。燃气流量仪表种类较多，主要有下列类型：

1、容积式流量计

容积式流量计是依据流过流量计的液体或气体的体积来测定其流量的。

(1) 膜式计量表

如皮膜表等，此类计量表具有固定体积的计量室，通过累积计量室的体积与计20

量室移动的次数，即可得出被测燃气的流量。膜式计量表制造及维修方便，但工作压力较低，一般不宜超过0.05MPa，受自身体积限制，流量较小。

(2) 回转式流量计

如罗茨表，其通过计量两个腰型轮与壳体之间形成的固定体积来测量燃气的体积。其体积小，流量大，计量精度高，能在较高的压力下计量，但对燃气的质量要求较高。

2、速度式流量计

速度式流量计是一种常用的计量仪表，如涡轮流量计。其基本原理是当流体以某种速度流过仪表时，推动其中的叶轮旋转，在一定范围内叶轮的转速和流体的流速成正比，因此也和流量成正比。涡轮流量计有良好的计量性能，计量精度高，可达1.0 级，其测量范围较宽，量程比最高可达1:30，压损低，误差小，是国外认可的用于贸易结算的计量仪表，但制造的精度和组装技术的要求较高。

3、差压式流量计

差压式流量计也称节流流量计，如孔板流量计。其是使流体通过突然缩小的管道断面时，使流体的动能发生变化而产生一定的压力降，压力降的变化和流速有关，由此可计算出燃气的流量。差压式流量计结构简单，对气质要求不高，但量程比较窄，一般可达1:5，且对前、后直管段的长度和内表面有较高的要求，无法在集成化程度较高的调压站内使用。

4、涡街式流量计

涡街式流量计属于流体振荡型仪表，其是通过流体在流量计内产生的涡街数，经计算得出被测燃气的流量。该流量计无运动部件，计量精度高，但易受外界干扰，外界的振动可导致较大的计量误差。

虽然计量仪表种类较多，但在国际上，被权威机构AGA（美国气体协会）认可的常用计量仪表只有：涡轮流量计、罗茨表、皮膜表和孔板流量计。考虑到燃气进口量的增加，对计量精度要求的提高，以及计量方式与国际计量方式的接轨等因素，不被权威机构认可的计量仪表势必将被逐步淘汰。

(二)、流量修正仪表

对于燃气的计费，最合理的方式是对使用的燃气的热值进行计费，但操作比较复

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杂，故常用的计费方式是计量使用燃气的体积。一般情况下，燃气是在一定的压力和温度下进行输送的，如以1MPa（表压）和10℃的压力将燃气输送到用户单位。而实际的燃气计费是按标准状况下的体积进行的，我国的标准状况是：1 大气压、20 ℃，欧洲的标准状态是：1 大气压、15℃，因此，两种体积在数量上是有差异的。为了消除这种差异，在燃气输配时必须对现场仪表所测量的流量进行修正，将实测流量转换到标准状况下的流量，以便合理的进行收费。

流量的修正可进行人工计算，但更常用的是采用电子产品进行自动修正，其原理是依据流量计实测的实际体积，采用特定的公式，将实际体积换算成标准状况或参考状况下的体积，常用的公式如下：

以下通过Schlumberger 公司的几种产品对流量修正仪表作一些简单介绍。

1、 UNIFLO 902/903 TC

对于G16 以上、G400 以下流量计量及压力在0-2000mbar 的场合，其压力的变化对计量的影响程度较小，影响流量计量的最大因素就是温度的波动。当温度变化3 ℃时，流量计量误差1%；温度变化10℃时，误差达10%。此时采用温度修正即可使计量误差降到最小，使用温度修正式体积校正仪UNIFLO 902/903 TC 能花较小的代价而取得一个最佳效

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果。

输入量：流量脉冲信号、温度信号

输出量：标准累积流量

显示数据：标准累计流量，气体温度，气体压力（固定值），工况累计流量，工况瞬时流量，压缩系数Z 防爆等级：EEX

iaⅡCT4 2、SEVC-D

SEVC－D 是新一代的电子式燃气体积校正仪，其特点是自身配备电池供电、操作简便并且体积小巧。为了达到最优的使用性能，产品设计时采用了最新的电子技术。由于采用了高精尖性能的传感器和电子部件，SEVC－D 通过产品认定，可用于燃气传输工程中的商业计量。

产品主要由两部分构成：

A、计量部件

计量部件包括计算主板、显示器、键盘、光电通讯信号连接以及低频脉冲信号、线路监控信号、压力传感器信号和温度传感器信号的接入。防电磁干扰的保护装置和主编程开关也位于计量部件内。

B、客户部件

客户部件由电池和包括远程输出信号、RS232 通讯信号、ON/OFF 信号和外接电源连接的面板构成。该部件还包括报警复位按键和硬件设置开关。除了以上部件以外，SEVC－D 同时提供：

• 一个压力传感器，引线长2.50m，

• 一个温度传感器，引线长2.50m，

• 当选择外部供电模式时，配备一个外接本安变压器。SEVC－D 主要包括如下功能：

• 采集流量计的实测体积信号，

• 测量燃气温度和压力，

• 按照所选择公式【PT，AGANX19，S－GERG，AG A8 或16 参数 (Z 参数表)】计算

气体压缩因子，

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• 计算校正系数，

• 更新数据，

• 分别计算工况和标况瞬时流量，

• 信息显示，

• 报警信号管理，

• 数据库管理（定时记录累计体积、压力、温度等），

• 通过RS232 或光电接口和其他终端设备进行通讯，

• 低频信号输出工况累计体积、标况累计体积和报警信号。

SEVC-D 在燃气管网中的安装

从全国燃气应用来看，各大燃气公司在认识到计量仪表重要性的同时也逐步认识到了流量修正的重要性，在今后的燃气输配系统中，特别是自动化程度较高的系统中，必将会越来越多的使用电子流量修正仪表。

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七、过滤装置

在燃气输配系统中，由于开采或生产的燃气中往往夹杂有各种颗粒杂质或水分；同时在设备制造过程中，设备管道清理不干净，管壁上的杂质会夹带到燃气中。如果不清除这些杂质，会导致调压器、切断阀等设备关闭不严而产生泄漏，或降低设备的精度，严重时可损坏设备。因此，在管道上安装过滤装置，是燃气输配系统能正常工作的重要保证。

过滤器通常采用各种纤维或丝网制成的滤芯来过滤燃气中夹带的颗粒物或水分；有时也采用旋风分离的方法将颗粒物或水分进行分离。一般情况下，经过一级过滤，基本可以满足要求，有时对燃气质量要求较高的情况下，可以采取设置多级过滤的方法来提高过滤的精度。

在过滤装置前后应配备差压表或差压变送器，以便了解过滤器的过滤状况，当压损过大时应对过滤元件进行清洗，以防止因杂质过多造成流通能力的下降，并恢复过滤设备正常的过滤能力。

八、调压计量站主要设备的选择方法

1、调压器的选择

假定用户提供的参数如下：

流量：Q=1000Nm3/h 进口压力：Pe=0.1MPa（表压） 出口压力：Pa=5kPa

使用介质：天然气 环境温度：0℃

以Schlumberger 公司的调压器为例：

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其中流量单位：(St)m3/h，压力单位：bar（绝对压力），Cg 为流量系数对于Schlumberger

的4000 系列调压器，Cg 值如下表：

Cg

Pe/Pa=2/1.05=1.9<2， 故采用式②计量流量

先假设采用DN50 的调压器，在无切断阀的情况下，Cg=1480

在需要切断阀的情况下，Cg=1405

故采用DN50 的4000 系列调压器能达到流量要求，并有一定的余量。

接着再根据工作压力等因素对照Schlumberger 的4000 系列调压器的型号分类表，最终确定采用的调压器型号为：RBE4011 PN16 DN50 ，至此，调压器选型完成。对于其他不同温度、不同种类的燃气可采用修正系数进行修正，具体的修正系数可参看调压器的样本。

2、流量计的选择

假定用户提供的参数如下：

流量：Q=100～1000Nm3/h 工作压力：P=0.1MPa（表压） 计量精度：1.0 级

使用介质：天然气

环境温度：20℃

26

无切断阀

带切断阀

DN25

290

275

DN40

900

855

DN50

1480

1405

DN80 DN100

2900

2760

4150

3950

以Schlumberger 公司的流量计为例：

计量精度达1.0 级，工作压力达0.1MPa，故采用FLUXI 2000TZ 系列涡轮流量计。查TZ 流量计的参数表，其中G400 DN100 型流量计有以下参数：

型号

G400

此流量计可测量的最小流量（标准状况）为：32×2=64Nm/h

可测量的最大流量（标准状况）为：650×2=1300Nm3/h

其流量满足用户的流量要求，故选择该规格流量计。此外涡轮流量计还有润滑方式、脉冲发生方式等不同的选择，可根据用户的其他要求进一步选择。

3、过滤器的选择

假定用户提供的参数如下：

流量：Q=1000Nm3/h 工作压力：P=0.1MPa（表压） 过滤精度：5μm

使用介质：天然气

环境温度：20℃

以信力公司生产的过滤器为例：

其G 2 的滤芯的流量如下表：

ΔP

Pm

0.05

0.1

0.2

0.5

1.0

1.6

3口径mm

100

最小流量m3/h

20/32

最大流量m3/h

650

1

600

700

850

850

2.5

900

5 7.5 10

－

－

15

－

－

－

25

－

－

－

－

50

－

－

－

－

－

1300 1300

1100 1500 1700

1300 1900 2200 2200

1300 2750 3200 3750 4750

1200 1800 3000 3500 5000 6250 8500

1400 2200 3200 4000 5500 6500 10000 12000

27

其中Pm 为入口压力（MPa），ΔP 为压差（kPa），可承受的压力<2.5MPa

从上表可看出，在0.1MPa 的工作压力下，若压差为5kPa，其流通能力为1500 Nm3/h，流量满足要求，且有一定的余量，压力差不超过10kPa，在允许范围内，故可以选择使用G2 滤芯的过滤器。

接着可以通过产品样本，选择使用G2 滤芯的过滤器，并进一步选择需要的结构形式。

毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述

28

指导教师意见

指导教师：

年 月 日

专业教研室审查意见

负责人：

年 月 日

29

摘 要

天然气调压站是燃气输配过程中的主要和关键设备，除了承担调压和稳压的功能外，往往同时承担过滤、计量、加臭、气体分配等一项或多项功能。燃气调压站适用于天然气、气态液化石油气、城市煤气、液化石油气-空气混合气等多种气质、具有楼栋箱、门站、区域站、分输站和专用站等各种规格，流量从6-50000nm3 /h。

燃气调压站一般采用"1+1"或"2+1"的结构形式，即由一路或二路调压管线，一路旁通管线构成。每路调压管线均由调压器、过滤器、手动控制阀及相应的仪表组成。每路调压管线均按120％的流量进行设计.

系统配置合理，产品可靠性高。采用高精度大面积过滤器，过滤精度达5μm，可选择反映滤芯肮脏程度的差压表。设备结构紧凑布局简洁、体积小、占地少。双路可自动切换，以确保连续供气。设备均配有安全放散和出口超压切断装置，确保后级系统压力安全。

关键词：调压站，流量，结构形式，过滤。

30

Abstract

Natural gas regulator station is the main and key equipment in the process

of gas distribution.

In addition to the functions of regulator and regulated. Often bear the filter

at the same time, measurement, odorization, gas distribution, such as one or more

functions. Gas regulator station for gas, gas liquefied petroleum gas, town gas,

liquefied petroleum gas - air mixture, such as a variety of temperament, , Gas

liquefied petroleum gas, town gas, liquefied petroleum gas - air mixture, such

as a variety of temperament, With floor box, door stations, regional stations,

distribution stations and LPG filling stations and other specifications, Flow from

the 6-50000nm3 / h. Gas regulator stations generally use the "1 +1" or "2 +1" form,

that is, Road pipeline regulator, along the way constitute a bypass pipeline.

Pipeline make up of the regulator every way voltage regulator, filters, manual

control valve and the corresponding component of the instrument. Each surge of

120 percent according to the pipeline design flow. System Configuration is

reasonable, high product reliability.

Used large-scale high-precision filter, filtering accuracy 5μm, dirty filter

may choose to reflect the degree of differential forms. Simple and compact layout

of equipment, small size, covers an area of less. Two-way switch is automatically

to ensure continuous supply. Equipped with safety equipment, emission and export

over-pressure cut off device to ensure safety after the system pressure level.

Keywords: voltage regulator stations, traffic, structural forms, filters.

31

目 录

摘 要 ........................................................................................................................................................... Ⅰ

第1章 绪论 ................................................................................................................................................... 34

1.1引言 ...................................................................................................................................................... 34

1.1.1城市燃气输配系统的压力级制 ........................................................................................ 35

1.1.2城市燃气管网系统 ................................................................................................................ 35

1.1.3城市燃气输配系统的主要设备 ........................................................................................ 35

1.2燃气调压计量系统 ......................................................................................................................... 36

1.2.1 城市门站 .................................................................................................................................. 36

1.2.2 调压计量站 ............................................................................................................................. 36

1.2.3楼栋调压箱 .............................................................................................................................. 36

1.3燃气调压计量站的设计概念 ...................................................................................................... 37

1.3.1 决定调压站内调压线路的因素 ....................................................................................... 37

1.3.2 决定调压站内供气形式的因素 ....................................................................................... 37

1.3.3 决定调压站内计量仪表的因素 ....................................................................................... 38

1.4燃气调压计量站的注意事项 ..................................................................................................... 39

1.4.1 安全因素 .................................................................................................................................. 39

1.4.2 降低噪音的措施为： .......................................................................................................... 39

1.4.3 静电保护 .................................................................................................................................. 39

1.4.4 加热及保温措施 ................................................................................................................... 39

1.4.5 管道的直径的计算............................................................................................................... 39

第2章 小型调压撬的总体设计 ............................................................................................................. 40

2.1 基本概念 ......................................................................................................................................... 40

2.1.1 压力 ...................................................................................................................................... 40

2.2 法兰的压力等级........................................................................................................................... 40

2.3 温度 .................................................................................................................................................. 40

2.4 标准状态 ......................................................................................................................................... 41

2.5 流量和体积 .................................................................................................................................... 41

第3章 基本计算 .......................................................................................................................................... 43

3.1 体积换算 ......................................................................................................................................... 43

3.1.1 实际气体的状态方程： .................................................................................................. 43

3.1.2 工况体积向标况体积的转换公式为： ..................................................................... 43

3.1.3 压缩系数 .............................................................................................................................. 43

3.2调压器选型及流量计算 ............................................................................................................. 44

32

3.2.1 公式 ........................................................................................................................................ 44

3.2.2 流量计 ................................................................................................................................... 45

第4章 计算选型说明 ................................................................................................................................ 49

4.1. 适应范围： ................................................................................................................................... 49

4.2. 选型依据及结论 ......................................................................................................................... 49

4.3选型结果： ..................................................................................................................................... 51

4.4降噪增强措施： ............................................................................................................................ 51

4.5阀门选型 .......................................................................................................................................... 52

4.6安全阀选型 ..................................................................................................................................... 52

第5章 工艺流程： ..................................................................................................................................... 53

5.1 工艺说明： .................................................................................................................................... 53

5.1.1入口管 ..................................................................................................................................... 53

5.1.2过滤系统 ................................................................................................................................ 53

5.1.3调压系统 ................................................................................................................................ 53

5.1.4放散系统 ................................................................................................................................ 53

5.1.5出口管 ..................................................................................................................................... 53

5.2. 主要设备描述： ......................................................................................................................... 54

5.2.1 过滤器 .................................................................................................................................... 54

5.2.2 调压器 .................................................................................................................................... 55

参考文献 ........................................................................................................................................................... 56

参考文献 ...............................................................................................................

错误!未定义书签。

致 谢 ............................................................................................................................................................... 57

33

第1章 绪论

1.1 引言

随着中国长期高速的经济增长对能源的需求，老百姓对生活的质量和生态环境的要求也日益提升。西气东输、川气东送以及引进俄罗斯天然气等世纪工程显示了天然气这一具有优质、洁净和环保等特点的重要能源，正受到我国政府前所未有的高度重视。中国燃气在西气东输和川气东送沿线的十几个省份先后成立了四十六家拥有天然气专营权的合资公司，投资超过50个天然气管网项目，而这一数字将随中国燃气市场的迅猛扩张而不断递增。

西气东输工程的顺利实施提高了我国天然气管网建设水平，为形成全国天然气管网奠定了基础。以西气东输工程为起点，我国天然气管道建设水平逐渐向国际先进水平靠拢，向着长距离、大口径、高压力和高度自动化网络管理的方向发展，为我国天然气工业的快速发展奠定了坚实的物质基础。

我国将以西气东输工程建设为契机，统筹考虑东中西部、海上和陆上天然气资源，积极实施“走出去”战略，引进国外天然气资源，进一步完善我国天然气管网发展规划，加快干线管道、储气库、增压站和相关支线的建设，构建覆盖全国的五横两纵天然气基干管网，逐步形成西气东输、北气南下、就近外供、海气登陆的供气格局，最终形成以轮南至上海、长庆至北京为主干线的西气东输、陕京线和陕京二线，以及川渝、京津冀鲁晋、长江三角洲、西北、两湖地区为主的地区性天然气管网，最终全国天然气资源多元化、供应网络化和市场规模化。

图 1-1 城市燃气的输配系统

城市燃气的输配系统一般是指从生产厂输出开始，一直到把燃气按用户需要的压力、数量输送给用户为止，其间所需的各种设施组成的整个系统。对天然气长距离输气系统，

34

或采用管道输送液化石油气，则指燃气进入城市接收站或包括液化石油气储存站开始到用户的整个部分。如图 1-1所示。

1.1.1

城市燃气输配系统的压力级制

城市燃气输配系统根据输气压力来分级，因为燃气管道的气密性与其他管道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、爆炸、中毒或其他事故；同时管网采用不同的压力级制是比较经济的，而且各类用户所需要的燃气压力也不同。一般居民用户和小型公共建筑用户直接由低压管道供气。中压和高压管道输配系统必须通过区域调压器或用户专用调压器后由低压输配系统供气。城市燃气输配系统的压力级制，应根据城市大小、气源压力、燃气组分、灶具设计等因素决定。通常，城市越大，压力级制就越复杂。

我国城市燃气压力级制划分标准：

高压A 0.8＜p≤1.6 MPa

高压B 0.4＜p≤0.8 MPa

中压A 0.2＜p≤0.4 MPa

中压B 0.005＜p≤0.2 MPa

低压 p≤0.005 MPa

1.1.2 城市燃气管网系统

城市燃气管网由各种压力的燃气管道组成。按其组合形式的不同，一般可分单级系统、两级系统、三级系统和多级系统。

单级系统只有一个压力等级，仅用于低压管网分配和供应的系统，其系统简单，维护方便，但供应能力较小。两级系统一般由低压和中压或次高压和低压两级管网组成，其在成本增加不大的情况下，供气能力和压力状况有较大改善，但运行费用较高，运行管理也较复杂。三级系统和多级系统通常是在燃气输送量很大、输送距离很远而中压管道又不能有效地保证长距离输送大量燃气，或难以敷设高压燃气管道而中压管道投资过大，或以天然气为气源时采用。

1.1.3 城市燃气输配系统的主要设备

城市燃气输配系统主要设备包括：压送设备、储存设备、调压计量设备及输配管网。

1.1.3.1 压送设备

压送设备是用来提高燃气压力或输送煤气的机器。目前中、低压两级制城市燃气输配系统中使用的压送设备主要有：罗茨式鼓风机、往复式压缩机等。

1.1.3.2 储存设备

城市燃气用量是不断变化的，有月不均匀性、日不均匀性和时不均匀性，单气源的供应量不可能完全按用气量的变化而随时改变。为保证按用户要求不间断地供应燃气，除设

35

置机动气源、利用缓冲用户和发挥调度作用外，必须设置储存设备。对天然气长输干线可利用气体可压缩性进行干管末端储气，或低温液态储存。对城市人工燃气，从经济角度考虑需专门修建储气柜.

1.1.3.3 调压计量设备

调压设备的作用是降低和稳定燃气输配管网的压力。根据调压器的构造，可分为直接作用式调压器和间接作用式调压器。计量设备是测量用户用气量的设备，根据其计量方式的不同可分为容积式、速度式、差压式等计量设备。

1.1.3.4 中、低压管网及管道附属设备

管道设备是城市燃气输配系统中的重要组成部分，它可分为中（高）、低压管网及管道附属设备两个部分，管道附属设备包括阀门、伸缩补偿器、过滤器、排水器等。

1.2

燃气调压计量系统

城市燃气一般以较高压力输送，用户要能正常使用，必须将压力调节到燃气设备能够承受的压力范围，此过程必须使用恰当的调压设备。城市燃气作为一种不可再生的能源，必须通过对使用者进行合理的收费来体现其的价值，而合理的收费必须建立在准确的计量上，采用合适的计量设备可保证燃气供应者和使用者双方的利益。

一个完整的调压计量站可集成压力调节、流量调节、流量计量、安全装置、加热装置、加臭装置、除尘分离装置、燃气过滤装置、就地与远程控制系统、通讯系统等。在整个燃气输配系统中，对于不同压力、不同流量的管网中，其所用的调压计量系统会有很大的不同。按其压力及适用用户的规模一般可将其分成三种类型：

1.2.1 城市门站

城市门站（包括大型输配管线分输站、燃气管网配气站等），设置在长输干线和城市高压干线之间，用来对长输管道来气进行流量分配、计量、净化、气质检测、调压和加臭等工作。

1.2.2 调压计量站

燃气输配管网用区域调压计量站，用于居民小区、公福用户、工业企业、直燃设备等供气。

1.2.3楼栋调压箱

楼栋调压箱，用于用户数量较少的居民点，如居民楼等。

36

1.3 燃气调压计量站的设计概念

1.3.1 决定调压站内调压线路的因素

1.3.1.1 根据实际供气量和所选择的调压器决定：

1.首先保证选择最适合下游供气工况的调压器

2.根据选定调压器的流通能力与下游供气量来决定调压线路

1.3.1.2 根据调压站的性质来决定：

1.城市门站及大型区域调压站宜选择多线供气

2.管网末端的大型公福调压站宜选择多线供气

3.环状管网内的区域调压站宜选择单线供气，可降低成本

4.小型公福用户调压站及楼栋调压箱亦可选用单线供气

1.3.2 决定调压站内供气形式的因素

为保证连续及安全供气，调压线路宜采取以下形式：

串联监控式连接，并配置安全切断阀为最安全形式：城市门站及一些重要调压站宜采用此种形式。如图 1-2所示。

图 1-2 配置安全切断阀

37

串联监控式连接，可保证下游不中断供气重要工业用户宜采用此种方式 如图 1-3所示。

图 1-3 不中断供气

调压器与切断阀组合，可保证下游安全供气工业、公福用户以及楼栋调压箱宜采用此种形式 如图 1-4所示。

图 1-4 调压器与切断阀组合

1.3.3 决定调压站内计量仪表的因素

1.3.3.1 根据供气量决定：

1.大流量调压站（超过1600Nm3/h），宜采用孔板或涡轮流量计

2.中流量调压站（介于25-1600 Nm3/h），宜采用罗茨流量计或涡轮流量计

3.小流量调压站（小于25 Nm3/h），宜采用罗茨流量计、涡轮流量计或皮膜表

1.3.3.2 根据供气量变化决定：

1.最小流量与最大流量比不超过5:1，可采用孔板流量计

2.最小流量与最大流量比超过5:1，可采用罗茨流量计、涡轮流量计或皮膜表

1.3.3.3 根据安装距离决定

1.罗茨流量计和皮膜表安装距离紧凑

38

2.孔板及涡轮流量计需保留前后直管段距离

1.4 燃气调压计量站的注意事项

在整个调压计量站内，有些事项应在设计时必须给予考虑：

1.4.1 安全因素

所有调压站在保证连续供气的同时，必须考虑安全保护措施，即保证调压器下游不超压。

1.北美式的安全保护措施为： 调压器串联监控安装

2.欧洲式的安全保护措施为： 调压器配置安全切断阀

3.所有调压站应设置安全放散阀，以确保安全及连续供气

1.4.2 降低噪音的措施为：

1.采用特殊设计的阀口，以减小流速，降低噪音

2.在调压器内安置吸震材料，以减小振动

3.在调压器出口处安装扰流器，以达到降燥的效果

4.增加下游管道壁厚，以减小振动

1.4.3 静电保护

减压时，高速气体与调压器阀口及下游管道摩擦产生杂散电流，因此应在调压器进出口端配备绝缘法兰，以防止产生杂散电流流入输配管网，破坏管网中牺牲阴级保护措施，同时，应将产生的杂散电流进行接地处理。

1.4.4 加热及保温措施

天然气每降压1bar，温度降低约0.5℃。若天然气中含有水分，有可能产生结冰

现象。因此，若有必要，应对调压站采取保温及加热措施。

1.4.5 管道的直径的计算

气体流速气体流速可由实际流量除以管道截面积得出，较为合理的流速为20m/s，因此，可以决定调压站上下游。

39

第2章 小型调压撬的总体设计

2.1 基本概念

2.1.1 压力

常用压力的单位：

Pa, kPa, MPa (SI 单位：Pa) bar, mbar, mAq (mmH2O), Psi (lb/in2)

1bar=103mbar=10Pa=10.197×10 mmAq =1.0197kgf/cm=0.9869atm

粗略换算：

1bar=100kPa=1kgf/cm2,

1kPa=10mbar=100mmAq

1bar=14.5038Psi

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 1标准大气压=1.01325bar

三者的关系:

PPgP0 (2-1)

5322.2 法兰的压力等级

标准：PN0.25，0.6，1.0，1.6，2.5，4.0 MPa—为DIN 体系PN2.0，5.0，10.0，15.0，25.0 MPa—为ANSI 体系ANSI B16.5 标准：PN CLASS 150，300，600，900，1500 （对应SI 制压力分别为2 .0，5 .0，10.0，15.0，25.0 MPa）。

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 CLASS 150 按260 ℃，其余按454.5℃ 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 1000 Psi WOG ，是指在允许的温度范围内最大工作压力为1000Psi (68.9bar) 。

2.3 温度

温度的单位：

40

表2-1 常用：°K，℃（SI 单位）°F，°R

℃

0

15

20

°K=℃+273.15

°K

273.15

288.15

293.15

°F

32

59

68

°R=°F+459.69

(°F-32)×5/9

°R

491.68

518.68

527.68

℃=

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：

（2-2）

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：

（2-3）

°F—华氏温度为英美常用温度单位。

一般调压器和流量计的介质温度范围为：20C＜t＜70C

2.4 标准状态

物理的标准状态：0℃，1.01325bar

欧美燃气计量的标准状态：15℃ (60°F)，1.01325bar

我国的燃气计量的标准状态：20℃，1.01325bar

2.5 流量和体积

体积常用单位：m3，ft3，ml

1ft0.0283m53 (2-4)

41

标况体积：在标准状况下的体积 Nm (或Std m)

工况体积：在工况条件下的体积 m ，ft

标况流量：在标准状态下的流量，单位：Nm/h (Std m/h)，Scf/h 调压器的流量计算都3333

33是以标况流量 为依据。

工况流量：在工况状态下的流量，单位m3/h

流量计选型的流量计算都是以工况流量为依据。

工况流量和标况流量的转换

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/a 。

(2-5)

42

第3章 基本计算

3.1 体积换算

3.1.1 实际气体的状态方程：

PvZRT (3-1)

或者：

PVMZRT (3-2)

式中：

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——气体常数 （j/kg·k）

T——气体的热力学温度 （k）

3.1.2 工况体积向标况体积的转换公式为：

（3-3）

3.1.3 压缩系数

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：

（3-4）

对于脱去轻烃的石油气：

43

（3-5）

3.2调压器选型及流量计算

3.2.1 公式

3.2.1.1 通常的计算方法：

（1） 亚临界条件下，即

PapE≥0.53 时

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 ——恢复系数，

C1=17~36

（2） 超临界条件下，即PapE＜0.53 时

3.2.1.2. 简化的计算方法：

当3417C1≤130且（Pe-Pa）＞Pa10时，可以用以下简化的计算方法：

（1） 亚临界条件下，即

PapE≥0.53 时

式中：

（2） 超临界条件下，即PapE＜0.53 时

（3-6）

3-6）

（3-7）

44

（

3.2.1.3．流量系数Kg 的值

（3-8）

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：

流通系数：

（3-9）

3.2.1.4．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) 。减小差压和控制出口气流速度能有效降低噪音水平，一般调压器的出口气流速度应小于150m/s 。

调压器信号管取压口处的流速应小于40m/s，所以信号管内取压的调压器出口气流速度应小于40m/s 。

3.2.2 流量计

流量换算

设计给出的流量一般为标准体积流量，而流量计的选型是按工况体积流量进行的。选型前应按本章第1 条的方法将设计所给的标准体积流量转换为工况流量（实际体积流量）。

计算范围度（Turn Down）：

计算满足计量精度的最大流量与最小流量的比值，或称量程比。

(3-10)

根据 r 选择呵呵是的流量计，不同流量计的范围度比较如下：

表3-1 流量计范围度

涡轮 孔板 萝茨表 涡街 旋进旋涡 皮膜表 超声波

范围度 1:30 或1：50 1:3~1:5 1:100 1:10 1:10~1:15 1:150 1:10 多通道可很大

气体的压力越高，流量计的计量的精确度越高。上表的推荐量程比为接近于标况条件

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下的量程比，涡轮流量计的量程比随气体介质的压力升高而加大，下式可计算Schlumberger 涡轮流量计的扩展量程比：

（3-11）

式中：

QMIN(HP) ——工况状态的最小流量

QMIN(Atm) ——标况状态的最小流量

3(HP）——气体的实际密度(kg/m)

(Atm）——气体在标况下的密度(0.78 kg/m)

Pg1 ——气体的绝对压力（bar）

3由上式可以看出，当气体压力在≥0.7bar (G)时，实际的最小流量比大气条件下的最小流量小，量程比开始扩大。假设涡轮流量计大气条件下的量程比为1:20，则按上式计算，当气体压力升高到9bar (G) 时，量程比可扩展到1:50。

气体涡轮流量计的压力损失涡轮流量计的压损可由下式计算：

（3-12）

式中：

DP——压损 (mbar)

n——气体标态下密度（kg/m）

P——工作压力 (bar)

33q—— 实际流量（m/h）

QMAX—— 每种规格对应的最大流量（m/h）

K1=2.1，5.0，12.3 (分别对应于每种口径三种流量规格的系数)

3例：1500 Nm/h、压力为2bar( 表压)的空气流经DN100 涡轮流量计时的阻力：实际体积流量q=1500/(2+1)=500m/h，应选用G400 的涡轮表，在DN100 口径中为最大一档量程规格，所以K1=12.3；

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33

（3-13）

热值计算

当调压器前后差压过大时，由于“焦耳-汤姆逊”效应，出口的温度会降低很多，如果低于烃露点或水露点，则会在调压器阀口出现冰堵。

气体温度下降量测算

粗略的估算方法燃气的压力每下降0.1MPa，温度下降量为0.4-0.5℃

根据热焓—压力图计算

天然气经过调压器的节流减压过程可近似地视为等焓过程，可以从焓—压力图的等焓线查出对应不同压力的温度变化，即可以查出温度下降量。

热量平衡计算包含Q1 和Q2 两部分的热量：

补偿减压引起的温度降所需热量：

（3-14）

-14）

补偿燃气进出口温度差所需热量：

（3-15）

（3-16）

式中：

Q——热量 W

PE——入口压力 bar(abs)

Pa——出口压力 bar(abs)

t1——加热器入口温度℃

t2——要求的调压器出口温度℃

Cv——天然气的平均比热 0.54W·h/kg•℃

——密度 0.78kg/mq——流量 Nm/h

33

47

选择热量补偿的基本原则按以上温度下降量的测算方法，为方便起见，我们可以确定以下的一些原则：

如果燃气的输送温度≥7℃，压力降≤20bar 时，则燃气在压力下降后温度不会低于－5 ℃，一般不会产生冰堵现象。此时，如果燃气的温度不会对设备造成影响，可以不考虑温度的补偿；

如果燃气输送温度较低，且压力降＞20bar 时，为防止发生冰堵现象或者造成设备损坏，应考虑对燃气进行加热。加热功率可以按0.6~0.75W/（Nm/h·℃）进行估算（压力高时取较小值）。

应在燃气降压前进行加热，加热时要注意燃气温度不得超过设备的工作温度上限，如一般调压器的工作温度范围为-20~60℃，所以加热后的燃气温度不得超过60℃。

燃气管道附加压力计算因管道高程差H 所引起的管道附加压力可按如下公式计算：

3Pg(arigas)H (3-17)

式中：

P——附加压力，Pa

G——重力加速度，m/s

2air,gas——分别为空气和燃气的密度，kg/Nm

H——高程差，m

燃气从点1 至点2，如高程差为H，则因高程差而引起的压力变化为：

3P2P1P (3-18)

对于低压燃气管道，当重力加速度为9.8 m/s、燃气介质为0.74 kg/Nm的天然气时，按以上公式可计算出每升高10m，燃气在管道内的压力要增加约50Pa。由此可知，对高层建筑的供气，我们要特别注意附加压力的影响。

燃气的小时计算流量

简单估算方法估算基本数据:

a. 每户每天的用气量：0.7 Nm；（低热值8000Kcal/ Nm的天然气）

b. 每天平均用气量：3 小时

举例100 户小时用气量估算：

每天用气量：Q100=100×0.7=70 Nmh23

33

3

3平均小时用气量：Q=70÷3=23.3 Nm/h

所以，按此估算，采用25 Nm/h 的楼栋箱可供约100 户天然气用气居民使用(两栋楼)。此法简单，但准确度较低，应根据用气用户的性质进行调整。一般用户数＜300 户时可用简单估算方法。

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3

第4章 计算选型说明

4.1. 适应范围：

进口压力范围： 0.07-0.4 Mpa

出口压力范围： 2.3-5 Kpa

标况流量：800 Nm³/h

流通介质：天然气

调压结构形式：2+1

安全模式：超高压切断+安全放散

4.2. 选型依据及结论

管材管件材质、管径及壁厚计算选择:

选型依据：

项目部下发的本项目的《设计任务书》、《项目参数表》等技术文件；

管径计算选择依据：调压器前及流量计位置管道内的气体流速不大于20m/s；调压器后管道内的气体流速不大于30m/s。（标准：《煤气规划设计手册》、GB18603-2001《天然气计量系统技术要求》）。如图 4-1所示。

图 4-1 管径选择

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