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流程、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分析。
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:T U996 文献标识码:B 文章编号:1000-4416(2007)02-0013-04D esi gn of D ouble D i a phragm D i rect Acti n g Ga s Regul a torand Regul a tor BoxZHOU Fen2lan, SHEN W ei2dong, S ONG Ya2dong, CHANG Bao2p ing(Hefei J iuhuan W a ter,W aste w ater and Gas Equ ip m ent Co.,L td.,Hefei230041,China) Abstract: The structure,operating p rinci p le and manufacturing p r ocess of double diaphrag m di2 rect acting gas regulat or are intr oduced.The syste m fl ow,characteristics,main technical para meters and manufacturing p r ocess of double diaphrag m direct acting gas regulat or box are discussed,and its app lica2 ti on and devel p r os pect are analyzed. Key words: double diaphrag m; direct acting; gas regulat or; gas regulat or box 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措施,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-低压、中-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① 燃气调压器及其切断机构的结构a.燃气调压器的结构[1]燃气调压器结构见图1,图中pi 、po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.具有阀开启度显示标志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口,若出口的压力超过(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。
第27卷 第2期2007年2月煤气与热力G AS&HE ATVol.27No.2Feb.2007图1 燃气调压器结构Fig.1 Structureof gas regulat or② 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pi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po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反馈到主图2 切断机构结构Fig.2 Structure of shut mechanis m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po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、主调阀口垫第27卷 第2期 煤气与热力片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po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po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po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po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。
③ 制造工艺燃气调压器阀体材质为球墨铸铁,膜盘由Q235 -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O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[2、3]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1.5m3的燃气调压箱有爆炸泄压口,设在燃气调压箱的上盖。
图3 燃气调压箱系统流程Fig.3 Syste m fl ow of gas regulat or box2.2 特点① 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 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,从而确保为用户不间断地供气。
也可采用人工方式控制两路中的某一路周粉兰,等:双薄膜直接作用式燃气调压器(箱)的设计 第27卷 第2期工作,另一路备用,用气量多时可同时开二路。
③ 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① 进口压力为0.02～0.40MPa。
② 出口压力可调,为1～50kPa。
③ 规格为DN25、50、80、100、150mm。
④ 出口压力连续可调且稳压精度高,相对误差小于10%。
⑤ 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%。
⑥ 体积流量为200～10×104m3/h。
2.4 制造工艺① 箱体材料采用彩钢板,具有保温性能。
② 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。
③ 过滤器为无缝钢管焊接而成,按标准滤芯规格设计,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[4]。
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。
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电话:(0551)5852951E-ma il:zfl006@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。