双薄膜直接作用式燃气调压器（箱）的设计

双薄膜直接作用式燃气调压器（箱）的设计 双薄膜直接作用式燃气调压器(箱)的设计 第27卷第2期 2007年2月 煤气与热力 GAS&HEAT V01.27No.2 Feb.20o7 双薄膜直接作用式燃气调压器(箱)的设计 周粉兰,沈卫东,宋亚东,常保平 (合肥市久环给排水燃气设备有限公司,安徽合肥230041) 摘要:介绍了双薄膜直接作用式燃气调压器的结构,工作原理及制造工艺.探讨了 双薄膜 直接作用式燃气调压箱的系统,特点,主要技术参数及制造工艺,对其应用及 发展前景进行了 . 关键词:双薄膜;直接作用式;燃气调压器;燃气调压箱 中图分类号:TU996文献标识码:B文章编号:1000—4416(2007)02—0013—04 DesignofDoubleDiaphragmDirectActingGasRegulator andRegulatorBox ZHOUFen—lan,SHENWei—dong,SONGYa—dong,CHANGBao—ping (HefeiJiuhuanWater,WastewaterandGasF~quipmemCo.,Ltd.,Hefei230041,China) Abstract:Thestructure,operatingprincipleandmanufacturingprocessofdoublediaphragm di- rectactinggasregulatorareintroduced.Thesystemflow,characteristics,maintechnicalpara metersand manufacturingprocessofdoublediaphragmdirectactinggasregulatorboxarediscussed,and itsapplica- tionanddevelopmentprospectareanalyzed, Keywords:doublediaphragm;directacting;gasregulator;gasregulatorbox 双薄膜直接作用式燃气调压器(以下简称燃气 调压器)压力控制精确度高,调节简单,反应快,平 衡补偿系统能够在进口压力不断波动的情况下保证 稳定的出口压力.双薄膜直接作用式燃气调压箱 (以下简称燃气调压箱)采用出口管超高压放散阀 和超高(低)压切断两种安全保护,使安全性更 高,而且体积小,重量轻.我公司开发,设计,制造了 多种不同规格适用于中一低压,中一中压燃气输配 系统及窑炉,直燃机等的专用调压器(箱),实践证 明,能满足工艺要求,运行安全可靠,维护,检修方 便,可以取代同类进口产品.本文对燃气调压器 (箱)的设计进行研究. 1燃气调压器 ?燃气调压器及其切断机构的结构 a.燃气调压器的结构? 燃气调压器结构见图1,图中Pi,p.分别为燃气 的进,出口压力. 燃气调压器的结构特点为:a,平衡薄膜3能及 时平衡进口压力作用在主调阀口垫片1上的力,稳 定出口压力.b.具有阀开启度显示4.C,呼吸 装置7及稳压装置8可减慢瞬时的燃气流入主调薄 膜下腔及空气流出主调薄膜上腔的速率,防止被调 压力的振荡.d,调试点少而简单,在主调弹簧11允 许的压力范围内均可直接调节出口压力.e.内部采 用双阀口设计,具有切断功能. b.切断机构的结构 切断机构的结构见图2.切断机构具有超高 (低)压自动切断功能.带手动按钮,可手动切断, 人工复位.切断点设计在燃气调压器的进口,控制 信号设计在燃气调压器的出El,若出El的压力超过 (或低于)设定的切断压力时,切断机构可在燃气调 压器的进口端及时将外部燃气管网与用户内部管道 断开,对用户而言真正做到源头上的切断. ? 13? 第27卷第2期 2007年2月 煤气与热力 GAS&HEAT V01.27No.2 Feb.2唧 p A a.主视图 1.主调阀口垫片2.主调阀杆3.平衡薄膜4.阀开启度显不标志 5.调节压帽6.调节杆7.呼吸装置8.稳压装置9.信号管 1O.主调薄膜l1.主调弹簧12.滑套导架13.内切断弹簧 14.切断阀口垫片15.切断机构16.阀口 图1燃气调压器结构 Fig.1Structureofgasregulator ?燃气调压器及其切断机构的工作原理 a.燃气调压器工作原理 当P;增大时,作用在主调阀口垫片1上向下的 力增大.并由于燃气通过滑套导架12与主调阀杆 2之间的间隙上升,使平衡薄膜3承受的向上的力 也增大.由于平衡薄膜3与阀口16有效面积相等, 因此作用在平衡薄膜3和主调阀口垫片1的力始终 保持平衡.于是进口压力Pi的波动对出口压力P. 没有影响,保证了稳定的出口压力. 主调薄膜作为敏感元件用于感测出口压力的变 化.当出口侧负荷增加时,通过信号管9反馈到主 A a.主视图 b.A—A剖视图 1 c.B—B刮视图 1.打杆2.拨叉3.拨块4.切断薄膜5.滚轮6.指令杆7.传动杆 8.超低压切断弹簧9.超高压切断弹簧1O,l1.调节螺母 12,13.弹簧支座 图2切断机构结构 Fig.2Structureofshutm~hnniAm 调薄膜10下,主调薄膜10下侧的压力下降,在主调 弹簧11作用力下主调薄膜10两侧作用力失去平 衡,主调薄膜10联动主调阀杆2,主调阀口垫片1 在主调弹簧11驱动下向下运动,增大燃气调压器的 相对开度,增加过气量,使出口压力P.稳定在设定 的压力值上.反之,负荷降低,主调薄膜10下侧压 力升高,主调薄膜10联动主调阀杆2,主调阀口垫 ? 14? www.watergasheat.tom周粉兰,等:双薄膜直接作用式燃气调压器(箱)的设计第27 卷第2期 片1向上运动,减小燃气调压器的相对开度,减少过 气量.因此,在正常工况下主调阀口垫片1的位置 总能使出口压力P.保持在设定值附近. 旋动调节压帽5,调节杆6可调整设定出口压 力.顺时针旋转使设定出口压力提高,逆时针旋转 则降低.通常调节压帽5仅用于较低的设定段,而 调节杆6用于较高的设定段. b.切断机构的工作原理 控制头c腔中的压力P.作用在切断薄膜4上, 切断薄膜4和传动杆7结合在一起.切断薄膜4上 的压力被超高压切断弹簧9,超低压切断弹簧8的 弹力所抵消.这两根弹簧分别用来决定超高压和超 低压切断. 调整设定切断压力须旋转调节螺母10,11.顺 时针旋转提高设定切断压力,逆时针旋转降低设定 切断压力.超高压引起切断机构发生以下过程:当 出口压力P.超过设定切断压力时,切断薄膜4上的 压力增加至克服超高压切断弹簧9的弹力,导致传 动杆7向下移动,通过滚轮5传至指令杆6动作,从 而使打杆1解扣,脱离拨块3,使拨叉2失去支撑, 于是切断阀口垫片在内切断弹簧的作用下移向阀 口,切断进气. 超低压引起切断机构发生以下过程:只要出口 压力P.对应的作用力大于超低压切断弹簧8的弹 力,弹簧支座13就贴靠在弹簧支座12上.如果压 力降至低于超低压切断弹簧8的设定点,则使弹簧 支座13联动传动杆7向上移动,通过滚轮5传至指 令杆6动作,从而使打杆1解扣,脱离拨块3,使拨 叉2失去支撑,于是切断阀口垫片在内切断弹簧的 作用下移向阀口,切断进气. ?制造工艺 燃气调压器阀体材质为球墨铸铁,膜盘由Q235 一 A钢板制成.零件主要用有色金属加工而成,不 采用灰铸铁,体积小,结构紧凑,外形美观.密封部 位采用0型密封圈,信号管采用不锈钢管. 2燃气调压箱 2.1系统流程 燃气调压箱设计成1+1型,2+0型和2+1型 3种系统,系统流程见图3.燃气调压箱基本配置有 进出口阀门,过滤器(配有排污阀和差压检测仪 表),燃气调压器,放散阀,进出口及中间压力检测 口,遥测和遥控接口,上游和下游压力计,温度变送 器等.体积大于1.5in的燃气调压箱有爆炸泄压 口,设在燃气调压箱的上盖. a.1+1型燃气调压箱系统流程 b.2+0型燃气调压箱系统流程 c.2+1型燃气调压箱系统流程 1.进口绝缘接头(或法兰)2.进口阀3.过滤器4.排污阀 5.燃气调压器6.出口阀7.放散阀8.进口压力变送器 9.出口压力变送器10.旁通阀11.旁通手动调节阀 12出口绝缘接头(或法兰) 图3燃气调压箱系统流程 Fig.3Systemflowofgas凭gIllal0rbox 2.2特点 ?1+1型燃气调压箱有1条调压管,1条旁 通管,当调压系统出现故障或维修保养时,可打开旁 通阀继续供气,但须由专业人员操作. ?2+0型燃气调压箱有2条调压管,每条调 压管均按最小进口压力下能满足100%的额定流量 进行设计.正常工作时,主路调压,副路备用.当主 路出现故障导致出口压力升高须切断该调压管或因 维修保养而关闭时,出口压力开始下降,当降至设定 压力时,副路调压器自动启动,从而确保为用户不问 断地供气.也可采用人工方式控制两路中的某一路 ? 15? 第27卷第2期煤气与热力www.watergasheat.corn 工作,另一路备用,用气量多时可同时开二路. ?2+1型燃气调压箱具有2条调压管,1条 旁通管.除具有2+0型燃气调压箱的特点外,当 主,副路同时出现故障或维修保养时,可由专业人员 启动手动控制的旁通管临时工作,维修保养可正常 进行又不至于停止供气. 2.3主要技术参数 ?进口压力为0.02,0.40MPa. ?出口压力可调,为1,50kPa. ?规格为DN25,50,80,100,150mm. ?出口压力连续可调且稳压精度高,相对误 差小于10%. ?切断速度快,时间小于1s.切断精度高, 实际切断压力与设定切断压力相对误差小于5%. ?体积流量为200,10X10m/h. 2.4制造工艺 ?箱体材料采用彩钢板,具有保温性能. ?箱内管道主要采用无缝钢管和轧制管件焊 接连接,与工艺设备之间用法兰或螺纹连接,管道最 小壁厚满足设计压力要求. ?过滤器为无缝钢管焊接而成,按滤芯 规格设计,根据气质情况可选用不同精度的滤芯,在 过滤器进口管上或筒体上设置压力计.在过滤器进 出口管道上配有压差计,能及时显示滤芯的堵塞程 度,以便及时清洗或更换滤芯. 3燃气调压箱的应用和发展前景 燃气调压箱具有体积小,结构紧凑,维修方便等 独特优势,特别是对用地紧张的单位最为实用J. 本公司推出该燃气调压箱后,许多单位采用该燃气 调压箱替代传统的雷诺式调压器,不仅节约了占地, 还便于管理,取得了良好的社会效益和经济效益. 该燃气调压箱已成为锅炉煤改气工程,房地产开发 项目中燃气工程的首选设备. 随着现代化管理模式的引进和发展,客户对燃 气压力和设备性能的要求不断提高,对燃气调压装 置的选择也在逐渐发生变化.由于该燃气调压箱具 有很好的扩展性,因此可以比较容易地接入燃气管 网自动检测及监控系统,实现遥测,遥控,及时掌握 燃气管网的压力变化情况,准确分析可能出现的问 题,从而提高输配调度管理水平. 参考文献: [1]于碧涌,段常贵.燃气调压器薄膜结构对调压特性的 影响[J].煤气与热力,2004,24(4):186—188. [2]李永威,杨永慧,杨炯,等.燃气调压站设计有关问题 的探讨[J].煤气与热力,2004,24(9):501—504. [3]霍俊民,孙建勋,罗维昆,等.埋地式燃气调压装置的 设计制造和应用[J].煤气与热力,2003,23(2):83— 85. [4]王伟,韩露,于庆东.燃气调压柜在东北地区的应用 [J].煤气与热力,2004,24(2):94—96. 作者简介:周粉兰(1973一),女,江苏大丰人, 工程师,大专,从事燃气设备的开发和设 计. 电话:(0551)5852951 E—mail:zfl006@126.corn 收稿日期~2006—11—13;修回日期:2006—11—30 ? 工程信息? 沈阳新民供热扩建工程简介 建设单位:沈阳新民供热公司. 工程规模:新建21MW锅炉2台和配套热网设施. 工程造价:800X10元. 建设期:2006年—2007年. ? 16? (本刊通讯员供稿)