城市天然气厂站中调压计量系统的设计.doc

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1、现代化的城市天然气输配系统是复杂的能源综合设施，由不同压力级制的输配管网、各类天然气厂站(门站、调压站、加气站等)和信息采集、管理维护等软、硬件系统组成[1]。   根据各种类型的城市天然气厂站如城市天然气门站、调压站和CNG标准加气站的运行和供气特点，在设计时其调压计量系统采取不同的配置和选型，本文对此进行探讨。1天然气门站[2、3]1.1工艺流程   天然气门站是城市天然气输配系统的气源点，应具备过滤、调压、计量、安全切断、运行路和备用路自动切换等主要功能，确保供气的连续性、安全性和稳定性。为保证天然气门站供气的可靠性，在其计量单元

2、和调压单元均设有备用路[4]。门站调压计量系统工艺流程见图1。   ①计量单元   在进站高压流量计之间设计对比流程[1]，在两个并联流量计之间增加串联回路。在流量计标定时，将其中任一路的流量计临时更换为标准气体流量计，即可对另一路流量计进行标定。此设计方案的优点是可使标准气体流量计和被检测的流量计均在相同的压力条件下运行；缺点是由于标准气体流量计的某一组仪表常数是在与之相应的操作条件不变的情况下测得的[5]，在对串联的被检测流量计进行标定时，运行工况会因天然气门站对外供气而发生变化，因此需对标准气体流量计本身在不同压力条件下进行检定，

3、以保证其仪表常数的准确性和有效性。   ②调压单元   每一调压路均采用两台调压器串联连接而成。监控调压器给定出口压力略高于工作调压器的出口压力，正常情况下，监控调压器的阀口全开，当工作调压器失灵，出口压力上升到监控调压器的出口压力设定值时，监控调压器投入运行。当运行路发生事故，出口压力仍然上升，运行路上的超压切断阀发生作用，将运行路关断，备用路能自动运行供气。运行路和备用路的工作调压器和监控调压器的出口压力应为不同的设置。调压器出口压力的设定值按从大到小的顺序排列依次为：运行路监控调压器、运行路工作调压器、备用路监控调压器、备用路工作

4、调压器。调压器均采用故障开型，即当工作调压器出现故障时为开启状态，此时该调压器后压力上升，从而启动监控调压器。1.2流量计选型设计   上游供气方对门站的供气计量为贸易交接计量，随着计量技术的不断发展，贸易交接计量采用的流量计已由过去的孔板流量计、涡街流量计发展到目前较为认同的涡轮流量计和超声波流量计。   ①超声波流量计   公称直径为80～1200mm，适用温度范围为-40～180℃，公称压力≤25.0MPa，计量精度等级为0.5级，量程比可达1:130，可双向计量，无压力损失。流量计上、下游直管段最小长度要求：当无整流器时上游为1

5、0D(D为接管管道外径，以下同)、下游为3D，有整流器时上游为5D、下游为3D。   ②涡轮流量计   公称直径为50～600mm，适用温度范围为-10～65℃，公称压力≤4.0MPa(公称压力＞4.0MPa时需进口或特殊订货)，计量精度等级为0.5级，量程比可达1:20、1:30、1:50。单向计量，对输送介质有最低压力要求，流量计本体压力损失为0.2～1.0kPa。流量计上游直管段最小长度为2D，有条件时上游为20D、下游为5D。   ③选型建议   在实际工程中，不同结构形式的计量仪表，即使是同等级计量精度也会存在差异。用于贸易交

6、接时建议采用计量精度等级为0.5级的计量仪表。通常情况下，当压力大于4.0MPa、公称直径大于600mm时，建议选用超声波流量计。1.3调压器选型设计   目前运行的城市天然气门站多采用截止式调压器和轴流式调压器，这两种调压器均为间接作用调压器，即通过指挥器与主调压器联合作用实现调压。   ①截止式调压器   调压器的阀口为非全通径(即阀口全开口径比调压器口径要小)，阀体采用铸造，少数部件锻造，制造成本比轴流式调压器低。气体下进上出，在调压器内做逆“Z”字形流动，一方面气体会产生气蚀，冲刷阀体死角；另一方面气体在阀体内2次转弯会产生一定

7、压力损失和较大的噪声。   ②轴流式调压器   调压器阀体采用锻钢制造，与铸钢相比锻钢的金属晶粒更细、更致密，从而具有更高的强度和金属致密度，锻钢阀体在高压工况下使用安全性更高。   气体通过调压器时为直线(轴向)流动，不会产生气蚀。调压器阀口为全通径(即阀口全开口径与调压器口径相同)，一方面阀体阻力小、流态好、同等工况下产生的噪声比截止式调压器小，同等口径、同等压力下，轴流式调压器的额定流量要高出截止式调压器15%以上；另一方面，气体携带的微小固体杂质(灰尘等)不易淤积在阀口造成调压器关闭不严等故障，在实际应用中轴流式调压器故障率要低

8、于截止式调压器。   ③选型建议   同等规格的轴流式调压器价格要高出截止式调压器25%以上，但从调压性能、流通能力及运行维护等方面综合考虑，轴流式调压器的整体性能要优于截止式调压器，尤其是在高压(压力＞2