5 燃气调压系统
5.1 概论
1. 为了保证燃气锅炉能安全的燃烧，对于供给燃烧器的气体燃料，应根据燃烧设备的设计要求保持一定的压力。在一般情况下，从起源经城市煤气管网供给用户的燃气，如果直接供锅炉使用，往往压力偏高或压力波动太大，不能保证稳定燃烧。当压力偏高时，会引起脱火和发出很大的噪声；当压力波动太大时，可能引起回火或脱火，甚至引起锅炉爆炸事故。因此，对于供给锅炉使用的燃气，必须经过调压。
2. 调压站是燃气供应系统进行降压的设施。站内除布置主体设备调压之外，往往还有燃气净化设备和其它辅助设施。为了使调压后的气压不再受外部因素的干扰，锅炉房宜设置专用的调压站，如果用户除锅炉房之外还有其它燃气设备，需要考虑统一建调压站时，宜将供锅炉房用的调压系统和供其它用设备的调压系统分开，以确保锅炉用气压力稳定。
3. 调压站设计应根据起源供气和用气设备的具体情况，确定站房的位置和形式；选择系统的工艺流程和设备，并进行合理布置。
5.2 调压系统分类及选择
5.2.1 几种调压系统
调压系统按调压器的多少和布置形式不同，可分为单路调压系统和多路调压系统。按燃气在系统内的降压过程不同，可分为一级调压系统和二级调压系统。
（1） 单路调压系统 是指只安装1台调压器或串联安装2台调压器的单管路系
统。
（2） 多路调压系统 是指并联安装几台调压器、燃气在经过各台并联的调压器
之后又汇合在一起向外输送的多管路系统。
（3） 二级调压系统 每种调压器都只能使用一定的压力范围，只有当调压器前
的进气压力和其后的供气压力之差在该范围以内时，才能保证调压器工作的灵敏度和稳定性。压差过大小都将使灵敏度和稳定性降低，压差过大还易使阀芯损坏。因此，当调压站进气压力和所要求的调压后的供气压力相差很大时，可考虑采用两级调压系统。两级调压系统就是在系统中串联安装2台适当的调压器，经过2次降压达到调压要求。一般当调压系统进出压差不超过1.0MPa，调压比不超过20，采用一级调压系统。当系统进出
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口压差超过1.0 MPa，调压比大于20，采用两级调压系统。此外，当调压系统要供给2种气压不同的燃烧时，也可采用部分两级调压系统，将经过一级调压器后的一部分燃气直接送要求较高气压的燃烧器使用，另一部分燃气再经过第二级调压器将压后送至要求气压较低的燃烧的燃烧器使用。
5.2.2 调压系统方案确定原则
调压系统采用何种方式要根据调压器的容量和锅炉房运行负荷的变化情况来考虑。确定方案的基本原则是：一方面要是通过每台调压器的流量在其铭牌出力的10%~90%的范围以内，超出了这个范围则难以保持调压器后燃气压力的稳定性。另一方面，调压系统应能适应锅炉房负荷的变化，始终保证供气压力的稳定。因此，当锅炉台数较多或锅炉房运行的最高负荷和最低负荷相差很大时，应考虑采用多路调压系统，以满足上述两方面的要求。此外，常年运行的锅炉房，应设置备用调压器。备用调压器和运行调压器并联安装，组成多路调压系统。
5.2.3 调压系统的选择
本设计的天然气的进口绝对压力P1=0.25MPa，调压后进入燃烧器的压力P2=0.08MPa，P1/ P2=3.13＜20 ； P1—P2=0.17 MPa＜20MPa。因此，我们选用单路一级调压系统即可满足要求。
5.3 调压系统工艺流程和附件配置
1. 各种类型的调压系统，按其工艺流程来说基本上是相同的。一般起源或城市燃气管网来的燃气管道先经过一个设置在站外的起源总切断阀，然后进入调压站。在调压站内燃气先经过油水分离器、过滤器清除其中所携带的水分、油分和杂质，再通过调压器进行将压，使燃气压力达到燃烧设备所要求的数值，然后送到锅炉房。
2. 为了保证调压系统安全可靠的运行，还需要设置下列辅助配件：在系统的入口段设置放散管、压力表；在每一个调压支路的前后安装切断阀；每台调压器的后面应安装压力表；在调压器后的输气管上或多路并联调压支路的集气箱上应安装安全阀，或设置安全水封；自管道和设备的最低点应设置排污放水点。此外。有的调压系统还设置有吹扫管道和供高低极限压力报警的压力控制器。
3. 当调压站安装有以压缩空气驱动的气动设备或气动仪表时，应设置供应压缩空气的设备和管道。寒冷地区的调压站采用露天布置时，燃气系统应改有防止萘和防止产生水化物的措施。
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5.4 调压系统设备、仪表和附件选择 5.4.1 净化设备的配置
1. 调压系统的净化设备，是指油水分离器和燃气过滤器。这些设备在系统中是否应该设置，可根据调压站口处的燃气净洁程度和调压系统的设备、仪表以及燃烧器对燃气净洁程度的要求等具体情况来确定。
2. 一般来说，当调压站输入的燃气中含有较多的油分或水分时，在调压系统的入口应设置有分离器，对燃气进行脱油、脱水，以防止管道和设备的锈蚀，避免水分对着火的不良影响。但对于由城市煤气管网供给用户燃气，在气源或配气站一般都已经过脱油、脱水处理。因此，自用户的调压系统着中除了特殊情况外，一般不必设置油水分离器。调压系统在调压器之前，一般都应设置过滤器，以清除燃气中的固体杂质。
3. 在大的工厂或企业中，如果在燃气进入本区域的入口处以设置有集中的净化站，则锅炉房用的调压系统可不必再安转过滤器。但是，如果净化站离调压装置的距离在1000m以上，或者在厂区内利用原用旧管道输送燃气时，则调压器之前仍应装设过滤器。
5.4.2 调压器的选择计算
1. 燃气系统使用的调压器，按其驱动方式分为自力式调压器和间接作用式气动薄膜调压器2类，其中每类又可分气开式和气闭式2种。在中小型锅炉房的调压站中，一般都采用结构简单的自力式调压器。气开式或气闭式的选择，主要是从使用安全的角度考虑，一般希望在系统停止运行或控制气源发生故障时，调压器处于关闭状态，因此，调压站一般选气开调压器。
2. 调压器及其台数的选择，应根据使用条件和具体情况，结合调压系统的不置方案一起考虑，应能符合下列要求：
（1）承压能力
调压器应能承受调压器可能出现的最高压力。有良好的灵敏度，能满足用气设备的调压要求。调压器的压力差，应根据调压器前燃烧器管道的最高压力与调压器后燃气管道需要的压力之差值确定。
（2）调压器的计算流量
调压器的计算流量应按该调压器所承担的管网小时最大输送量的1.2倍确定。 调压器的选择计算可按下列步骤进行：
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根据系统的设计流量和进气压力算出所需要的调压器流通能力Cj：
a. 当 Cj=
P2P1＞0.5时，按下式计算：
Q5140Z(P2?P1)P1?0(273?t)=
Q5140Z?PP1?0T （5-1）
注：《燃油燃气锅炉房设计手册》P400
Pb. 当2P≤0.5时，按下式计算：
1QQ Cj == （5-2）
112800P12800P1?0(273?t)?0T注：《燃油燃气锅炉房设计手册》P400
式中：Cj——调压器计算流通能力，m3/h； P1——调压器前燃气绝对压力， MPa； P2——调压器后燃气绝对压力，MPa； ?P——调压器前后燃气气压差，MPa； Q——通过调压器的燃气流量（标态），MPa； ?0——标准状态下的燃气密度，kg/m3; MPa； t ——调压器前燃气温度，℃；
T——调压前燃气温度，K；
P?P2 Z——压缩系数，当1?0.08时，取Z=1；
P1P?P2P?P2当1＞0.08时；Z=1—0.461。
P1P1根据计算值Cj，选择其铭牌流通能力C和Cj计算值比较接近的调压器作为选用调压器。一般当系统的符合变化不大时，调压器在正常工作情况下的开度在50%左右，
Cj这时，计算值Cj与选用调压器的C值的比为：=0.35~0.75。
C在实际生产过程中，通过调压器的流量和调压器前的燃气压力P1，往往都有变动，因此，在计算中应根据系统的最大流量和最小流量、阀前的最高压力和最低压力4个变量算出4个Cj值。然后，根据其中最大计算值Cmax和最小计算值Cmin的范围来选择调压器。使选定调压器的C值符合下列要求：
a. 当调压器在最大开度时，应符合下式要求：
C max＜0.9 （5-3）
C25
注：《燃油燃气锅炉房设计手册》P400
b. 当调压器在最小开度时，应符合下式要求：
C min＞0.1 （5-4）
C注：《燃油燃气锅炉房设计手册》P400 3. 调压器的计算选择
本设计的天然气进口绝对压力P1=0.18~0.25MPa 燃气温度t=20℃，密度?0=0.759kg/m3。锅炉的最大耗气量为2200m3/h。取燃气的变化负荷为50%，故锅炉的耗气量为1100~2200 m3/h，燃烧器要求的入口压力为0.08MPa。
（1） 根据调压器前的进气压力和系统流量变化情况除4个计算流通能力，Cj：
0.080.08=P10.18~0.25=0.44~0.32＜0.5故按（5-2）计算Cj值：
2200 Cj1==47
12800?0.250.759?(273?20)2200 Cj2==65
12800?0.180.759?(273?20)1100 Cj3==24
12800?0.250.759?(273?20)1100 Cj4==33
12800?0.180.759?(273?20)因
P2 Cma=xCj2=65 Cmin=Cj4=24
（2）按选用调压器的铭牌流量为设计流量1.2倍的原则，我们选用乐山川天然气输配设备有限公司的RTZ-31/80N型的直接作用式调压器可满足设计要求。本公司未提供流通能力值。
5.4.3 安全阀的选择计算
1. 调压系统的超压问题
调压系统的低压侧在下列情况下可能出现超压：
（1） 当用气设备停止运行，调压器处于关闭状态时，因调压器关闭不严产生漏气，
使低压侧超压；
（2） 当调压器薄膜破裂或指挥系统失灵时，调压器进气口气压趋于一致，低压侧
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