摘　要：分析调压器出口压力瞬间升高对调压器稳定运行的影响，通过试验研究分析了抑制调压器出口压力瞬间升高的几项措施。在调压器出口管段上加装单向阀不能抑制调压器出口压力的瞬间升高，而在调压器出口管段上加装安全放散阀、延长用户端用气设备控制阀门的关闭时间，能有效抑制调压器出口压力的瞬间升高。

关键词：调压器；  出口压力；  瞬间升高；  单向阀；  安全放散阀

Experimental Research on Control of Instant Rise in Regulator Outlet Pressure

Abstract：The influence of instant rise in regulator outlet pressure on stable operation of regulator is analyzed．Several measures to control the instant rise in regulator outlet pressure are analyzed by experimental research．Installing an one-way valve on the regulator outlet pipe can not control the instant rise in regulator outlet pressure，but installing a safety relief valve on the regulator outlet pipe and extending the closing time of control valve for client gas equipment can effectively control the instant rise in regulator outlet pressure．

Keywords：regulator；outlet pressure；instant rise；one-way valve；safety relief valve

1　概述

燃气调压器连接着不同压力级制的燃气管网，其安全稳定运行是城市燃气安全可靠供应的保障，对城市的经济发展和社会稳定具有重要意义^[1]。在实际应用过程中，许多有着特殊用气需求的专用调压器，如大型宾馆、大型工业用户等，由于供热、生产工艺等特殊需求，要求其用气设备频繁启闭。在这种情况下，当用气设备由停机状态到运行状态或由运行状态到停机状态时，调压器前后压差发生变化，此时调压器在定压弹簧的作用下，逐步启动(或关闭)调压器阀口。从定压弹簧发挥作用到完全启动(或关闭)调压器阀口，需要一定的响应时间，在这段时间内，调压器后管段内的燃气压力将发生较大的变化。

2　出口压力瞬间升高对调压器的影响

近年来，由于城市用地稀缺，在专用用户用气设施配套过程中，一些专用调压站紧邻用户设备设置。因此，当专用用户终端燃气设备(特别是锅炉等有特殊压力要求的设备)因自动控制停止使用而瞬间关闭时，管道内燃气压力瞬间升高，引起调压器的切断阀关闭，调压器停止供气，影响了燃气的正常供应，给燃气公司和用户带来了不便，甚至造成经济上的损失。

GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》第6．6．10条第6款规定：当调压器出口压力小于0.08MPa时，调压器安全保护装置的启动压力不应大于出口工作压力上限的1.5倍。而通常为了减少停止供气给用户用气带来的不便，工作人员往往将该启动压力设定为远高于其规定值，为出口压力的4～5倍，甚至更高，以确保调压器不间断供气。在这种情况下，调压器的出口压力可能远高于其设定值^[2]。

3　抑制出口压力瞬间升高的试验研究

当用户用气设备突然停机，会造成调压器出口管段内压力瞬间升高，其原因主要是用气设备的切断速度极快(切断时间小于1s)，而调压器的阀口关闭速度慢(需3～4s)，调压器阀口关闭的响应时间比用户用气设备切断阀的切断时间长，造成用户用气设备切断后，调压器上游还有少量气体输送至下游，造成下游管段压力瞬间升高。如何抑制调压器出口压力的突然上升?本文从在调压器出口管段上加装单向阀、加装安全放散阀以及调整用户端用气设备控制阀门的关闭程序等3个方面进行试验研究。

3.1　在高压器出口管段上加装单向阀

试验系统见图1。

图1中单向阀阀瓣采用薄铁板加橡胶的结构，使得阀门在极低的压差下也能全部打开，而且密封效果好。此外，阀瓣在重力作用下能够迅速关闭，此单向阀完全能够满足设计要求。用户用气设备切断阀采用气动切断阀进行模拟。

试验方法：调压器进口压力设定为0.4MPa，出口压力设定为4kPa，调压器切断阀的切断压力设定为5.2kPa。测压点位于单向阀下游的压力表2处。试验开始时，开启调压器的进口阀门，将通过调压器的空气流量稳定在1000m³／h，待压力和流量稳定后，手动切断气动切断阀(切断阀切断时间小于1s)。此时发现压力表1、压力表2的压力值瞬间升高，最大值达到17.23kPa，且两个压力表的读数基本相同，同时调压器停止供气。

结论：①气动切断阀迅速关闭会导致调压器下游管段压力瞬间升高，通常为正常出口压力的4～5倍，远高于调压器切断阀设定的切断压力，造成调压器停止供气。②在调压器下游管段安装单向阀，不能抑制下游用气设备突然关闭导致的调压器出口压力瞬间升高。

3.2　在调压器出口管段上加装安全放散阀

试验系统见图2。

在调压器和气动切断阀之间安装6个安全放散并，测压点选在安全放散阀下游的压力表2处，用户用气设备切断阀采用气动切断阀进行模拟。

试验方法：调压器进口压力设定为0.4MPa，出口压力设定为7kPa，调压器切断阀的切断压力设定为9.8kPa，安全放散阀开启压力为8.4kPa。对不开启安全放散阀、开启l个安全放散阀、开启2个安全放散阀及开启3个安全放散阀这3种工况进行试验，观察压力表2的读数，试验结果见表1。

结论：①在调压器下游安装安全放散阀能有效抑制下游用气设备突然关闭导致的调压器出口压力瞬间升高；②设置1个安全放散阀即可有效抑制调压器出口压力的瞬间升高。

3.3　调整用户端用户设备控制阀门的关闭程序

笔者认为，在调压器阀口关闭时间不能调整的情况下，通过延长用户用气设备控制阀门的关闭时间，使因调压器延迟关闭输送到下游管段的燃气及时进入用户端用气设备燃烧掉，这样调压器下游管道内就不会形成涨压，调压器出口压力就不会瞬间升高。

实践证明，采用PCL控制系统调节用气设备燃烧器电磁阀和蝶阀的关闭速度，能有效延长用户用气设备的关闭时间。当用户用气设备停止运行前，PLC控制系统会自控调节蝶阀的关闭速度，使进入燃烧器的燃气量逐渐减少，持续一段时间(3～4s)后，再将与蝶阀串联的电磁阀完全关闭，停止供气。这样就不会造成调压器出口压力的瞬间升高。

该PLC控制系统已在上海华普汽车制造厂成功应用，有效解决了该厂调压设备与锅炉近距离(仅4m)布置的调压问题，锅炉停运前无涨压现象发生。

4　结论

对于有着特殊用气需求的专用用户，若调压站紧邻其用气设备设置，当用气设备因自动控制频繁启闭时，会导致调压器出口压力瞬间升高，对调压器的运行会产生—定的危害。通过在调压器下游管段安装安全放散阀、延长用户端用户设备控制阀门的关闭时间，均能有效抑制下游用气设备突然关闭导致的调压器出口压力瞬间升高，而在调压器下游管段安装单向阀不能抑制调压器出口压力的瞬间升高。

参考文献：

[1]冯良，刘书荟，夏星星．燃气调压器建模与动态仿真[J]．煤气与热力，2010，30(1)：A31-A34．

[2]陈功剑，宋峰彬，王丽丽，等．天然气调压器设计原理及影响因素分析[J]．仪表与自动化，2011，29(3)：67-71．

本文作者：娄桂云　魏彬

作者单位：上海燃气市北销售有限公司

  重庆市万州天然气公司