巴佐伊壓氣站燃?xì)庹{(diào)壓橇的設(shè)計(jì)

于 波，胡梅花

中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司北京設(shè)計(jì)分公司，北京 100089

以往石油工程項(xiàng)目中使用的燃?xì)庹{(diào)壓橇大多采用高、低壓供氣單獨(dú)成橇，即單個(gè)橇中只含高壓（或低壓） 管路及其備用管路。兩個(gè)橇的主工作路需要同時(shí)運(yùn)行，備用路處于熱備狀態(tài)。當(dāng)某個(gè)橇塊的工作路與備用路的共享裝置（如過濾器或入口閥門） 出現(xiàn)故障時(shí)，需要停運(yùn)整個(gè)橇進(jìn)行檢修，這樣就造成了該橇服務(wù)的下游用戶在維修階段不能正常用氣，導(dǎo)致下游主要工藝設(shè)備如壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)停止工作，甚至整個(gè)壓氣站的短期停運(yùn)及控制系統(tǒng)的關(guān)斷，給工程帶來不必要的麻煩與損失。另外，燃?xì)庹{(diào)壓橇一般置于室外，因而長(zhǎng)期暴露于外部環(huán)境之中；或需要專門為調(diào)壓橇設(shè)置廠房。巴佐伊壓氣站的調(diào)壓橇裝置改變了這一設(shè)計(jì)思路，它由兩個(gè)配置完全相同的橇裝單元組成，每個(gè)橇裝單元都包含高、低壓管路，兩個(gè)橇裝單元一用一備，同時(shí)為燃?xì)庹{(diào)壓橇設(shè)置了箱體外殼，避免了以往工程慣例中出現(xiàn)的由于某一個(gè)橇出現(xiàn)故障，不能為其所服務(wù)的所有高壓（或低壓） 氣用戶供氣的現(xiàn)象。

1 工程概況

“別伊涅烏—巴佐伊—奇姆肯特”天然氣管道（以下簡(jiǎn)稱哈南線） 是中亞天然氣管道的重要組成部分，全長(zhǎng)1 476.7 km。巴佐伊壓氣站位于哈南線311 km 處，壓氣站的建設(shè)使哈國(guó)西部豐富的天然氣資源經(jīng)過增壓，順利輸送到人口眾多的南部各大城市，優(yōu)化了哈國(guó)能源結(jié)構(gòu)，造福了沿線居民，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

為保證站內(nèi)用氣設(shè)備（如壓縮機(jī)組的燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)以及生活用氣設(shè)備） 對(duì)燃料氣的要求，在壓氣站內(nèi)設(shè)置燃?xì)庥?jì)量調(diào)壓系統(tǒng)，為站內(nèi)提供自用氣安全氣源。燃?xì)庥?jì)量調(diào)壓系統(tǒng)采用橇裝化設(shè)計(jì)，主要包括氣體過濾、計(jì)量、加熱、調(diào)壓等主體設(shè)備。

2 工藝原理

2.1 總體要求

本項(xiàng)目的燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置由兩個(gè)配置完全相同的橇裝單元組成，每個(gè)橇裝單元主要包括外箱、過濾、計(jì)量、加熱、調(diào)壓裝置等。根據(jù)工藝需要，燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置為高壓用戶（壓縮機(jī)組的燃?xì)廨啓C(jī)）和低壓用戶（發(fā)電機(jī)、鍋爐和倒班村） 供氣。天然氣經(jīng)過調(diào)壓后，供給燃?xì)廨啓C(jī)的壓力約為2.0 MPa，供給發(fā)電機(jī)、鍋爐和倒班村的壓力約為0.6 MPa。為了避免下游燃?xì)夤艿莱霈F(xiàn)凝液并滿足下游用戶入口溫度要求，天然氣經(jīng)過調(diào)壓后出口溫度控制在露點(diǎn)20 ℃以上。

2.2 工藝流程

兩個(gè)橇裝單元并列布置相距4 m，互為備用。每個(gè)橇裝單元均包含高、低壓兩個(gè)支路，高壓支路供氣給壓縮機(jī)組的燃?xì)廨啓C(jī)，低壓支路供氣給發(fā)電機(jī)、鍋爐和倒班村。燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置工藝流程如圖1 所示。

圖1 燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置工藝流程

為保證系統(tǒng)和各設(shè)備正常工作，天然氣進(jìn)入燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置后，首先進(jìn)入過濾分離器進(jìn)行凈化，除去少量的水、燃?xì)饽杭皺C(jī)械雜質(zhì)等，過濾效率達(dá)99.8%。經(jīng)過濾后的氣體分流，分別進(jìn)入高壓支路和低壓支路，每條支路包括流量計(jì)、加熱裝置和調(diào)壓?jiǎn)卧?，調(diào)壓?jiǎn)卧? 臺(tái)安全切斷閥和2臺(tái)調(diào)壓閥（監(jiān)控調(diào)壓閥和工作調(diào)壓閥） 串聯(lián)的方式設(shè)置[1]。

互為備用的橇裝單元入口和橇間均設(shè)有電動(dòng)閥，可以在控制室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程切換。通常橇裝單元內(nèi)電動(dòng)閥處于常開狀態(tài)，橇裝單元間切換的電動(dòng)閥處于常閉狀態(tài)。例如橇裝單元內(nèi)入口電動(dòng)閥MOV0001、MOV0002 處于常開狀態(tài)，橇裝單元間切換電動(dòng)閥MOV0003 處于常閉狀態(tài)，當(dāng)工作路入口端的過濾器發(fā)生故障時(shí)，關(guān)閉工作路入口電動(dòng)閥并打開切換閥MOV0003，備用路過濾器投入工作。為了防止因長(zhǎng)時(shí)間不使用備用路而導(dǎo)致其設(shè)備性能下降，可使用以下方法定期互換工作路與備用路[2]。例如，兩高壓支路的橇內(nèi)電動(dòng)閥MOV0103、MOV0104 處于常開狀態(tài)，橇裝單元間切換閥MOV0105 處于常閉狀態(tài)，當(dāng)需要兩支路切換時(shí)，關(guān)閉工作路的撬裝單元內(nèi)電動(dòng)閥，打開切換閥MOV0105，可使備用路投入工作。

2.3 調(diào)壓路自動(dòng)切換基本原理

燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置高壓/低壓工作路與備用路自動(dòng)切換的前提條件是：

（1） 工作路的工作調(diào)壓閥壓力設(shè)定值稍高于其備用路的工作調(diào)壓閥壓力設(shè)定值。

（2） 工作路的安全切斷閥壓力設(shè)定值略低于其備用路的安全切斷閥壓力設(shè)定值[3]。

對(duì)于每個(gè)支路，安全切斷閥的設(shè)定壓力高于監(jiān)控調(diào)壓閥，監(jiān)控調(diào)壓閥的設(shè)定壓力高于工作調(diào)壓閥。在正常情況下，工作路的安全切斷閥及監(jiān)控調(diào)壓閥處于全開位置，工作調(diào)壓閥對(duì)下游壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)工作調(diào)壓閥出現(xiàn)故障，下游管道壓力上升至監(jiān)控調(diào)壓閥的設(shè)定壓力時(shí)，監(jiān)控調(diào)壓閥將投入運(yùn)行控制管道壓力。如果監(jiān)控調(diào)壓閥也失效，下游壓力繼續(xù)升高，達(dá)到工作路安全切斷閥的設(shè)定值時(shí)，切斷閥緊急關(guān)斷。隨著調(diào)壓橇裝置下游管道氣量消耗，出口壓力降低至備用路的工作調(diào)壓閥的設(shè)定壓力值時(shí)（備用路工作調(diào)壓閥常關(guān)），備用路的調(diào)壓閥開始工作，向下游管路供氣[3]。

需要注意的是，由于工作路的調(diào)壓閥故障而引起的出口壓力升高，不會(huì)導(dǎo)致備用路安全切斷閥切斷。工作路的出口與備用路的出口管道是連通的，而備用路安全切斷閥的壓力設(shè)定值高于工作路。由于安全切斷閥的切斷響應(yīng)時(shí)間小于1 s，因此，當(dāng)工作路高速切斷時(shí)，工作路的出口壓力沒有達(dá)到備用路安全切斷閥的設(shè)定壓力，備用路切斷閥不會(huì)作用[3]。

3 燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置設(shè)計(jì)

3.1 箱體設(shè)計(jì)

3.1.1 外殼結(jié)構(gòu)

由于哈薩克斯坦處于寒冷地帶，冬季最低氣溫可達(dá)零下40 ℃，所有設(shè)施均需要考慮防凍措施，因此，燃?xì)庹{(diào)壓橇設(shè)置了箱體外殼，外殼的設(shè)計(jì)需要符合項(xiàng)目要求的歐洲標(biāo)準(zhǔn)及哈國(guó)當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)。

箱體外殼由全焊接金屬鋼材制成，安裝在槽鋼底座上，采用防火設(shè)計(jì)，使用不可燃石棉板作為絕熱材料。墻壁、天花板和屋頂由型鋼制成，屋頂為防水和防風(fēng)雪型，并設(shè)置用于泄放的艙口。地板由鋼板制成，為本質(zhì)安全型，表面鋪有絕緣墊以防靜電。在槽鋼底座上設(shè)置壓板式地腳螺栓固定，鋼架上設(shè)置靜電接地點(diǎn)，便于和站場(chǎng)靜電接地網(wǎng)相連。

3.1.2 箱體采暖和通風(fēng)

燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置外箱的左右兩個(gè)側(cè)面設(shè)百葉窗，正常情況下通過百葉窗進(jìn)行自然通風(fēng)，設(shè)計(jì)每小時(shí)四次通風(fēng)。緊急通風(fēng)由防爆風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)每小時(shí)八次強(qiáng)制通風(fēng)。防爆風(fēng)扇可就地或遠(yuǎn)程控制，就地的啟動(dòng)按鈕設(shè)置在橇裝單元入口的控制板上，遠(yuǎn)程控制由氣體探測(cè)器聯(lián)鎖啟動(dòng)。

每個(gè)橇裝單元內(nèi)設(shè)置有三個(gè)可燃?xì)怏w探測(cè)器，當(dāng)任意一個(gè)探測(cè)器檢測(cè)到氣體濃度達(dá)到引起火災(zāi)的濃度下限的10%（體積分?jǐn)?shù)） 時(shí)，火氣系統(tǒng)發(fā)出命令啟動(dòng)防爆風(fēng)扇，橇入口的報(bào)警燈亮；當(dāng)報(bào)警消失時(shí)風(fēng)扇關(guān)斷。如果檢測(cè)到的氣體濃度繼續(xù)升高，達(dá)到引起火災(zāi)的濃度下限的20% （體積分?jǐn)?shù)）時(shí)，除了防爆風(fēng)扇，橇入口的聲光報(bào)警也被啟動(dòng)。

每個(gè)橇裝單元配備兩個(gè)防爆風(fēng)扇，一用一備，如果工作風(fēng)扇出現(xiàn)故障，備用風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。

為防止管道冬季發(fā)生冰堵現(xiàn)象，為保證橇裝單元室內(nèi)溫度不低于10 ℃，提供了防爆電加熱器。

3.1.3 箱體火災(zāi)報(bào)警裝置

每個(gè)橇裝單元內(nèi)設(shè)有三個(gè)火焰探測(cè)器，當(dāng)其中任意兩個(gè)被觸發(fā)后，火氣系統(tǒng)啟動(dòng)聲光報(bào)警器，啟動(dòng)防爆風(fēng)扇強(qiáng)制通風(fēng)，同時(shí)發(fā)出火災(zāi)信號(hào)給緊急關(guān)斷（ESD） 系統(tǒng)。緊急關(guān)斷系統(tǒng)接收到信號(hào)后，發(fā)出控制指令關(guān)閉安全切斷閥（SSV） ——取源管道上的電磁閥，使安全切斷閥關(guān)斷，同時(shí)發(fā)出指令打開下游管道上的緊急泄放閥（BDV），釋放部分燃?xì)?，以保護(hù)下游管道使其壓力保持穩(wěn)定。

火焰探測(cè)器分布在橇裝單元內(nèi)，而手動(dòng)報(bào)警按鈕和聲光報(bào)警器安裝在橇裝單元的入口處。同時(shí)橇裝置外殼采用不可燃和阻燃結(jié)構(gòu)材料，也為橇裝單元提供了防火保護(hù)。

3.2 氣體計(jì)量

流量計(jì)主要是對(duì)站內(nèi)用氣設(shè)備用氣總量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以監(jiān)視和記錄用氣總量。本項(xiàng)目計(jì)量裝置采用質(zhì)量流量計(jì)，并為流量計(jì)配置流量計(jì)算機(jī)，安裝在控制室的計(jì)量柜中。流量計(jì)前后直管段上配置有一體化溫度變送器和壓力變送器，把介質(zhì)溫度和壓力參數(shù)采集并上傳至流量計(jì)算機(jī)，流量計(jì)算機(jī)經(jīng)過溫度、壓力補(bǔ)償計(jì)算后，顯示標(biāo)況流量，并把流量信號(hào)上傳給站控系統(tǒng)[1]。

3.3 氣體加熱

天然氣在經(jīng)過調(diào)壓后，溫度會(huì)有很大變化，在進(jìn)入調(diào)壓裝置之前，要對(duì)氣體進(jìn)行預(yù)熱。氣體加熱系統(tǒng)采用電加熱器，主要包括電加熱芯、設(shè)備殼體和電加熱器控制柜，有手動(dòng)/自動(dòng)兩種模式，模式轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置在控制柜上。在自動(dòng)模式下，流量信號(hào)是電加熱器啟停的第一個(gè)命令信號(hào)，當(dāng)下游流量計(jì)檢測(cè)到有氣體流動(dòng)時(shí)，電加熱器方開始工作。在下游管道設(shè)置溫度傳感器，實(shí)時(shí)地將氣體溫度傳給控制盤，如果氣體溫度低于設(shè)定值，電加熱器開始加熱；當(dāng)加熱溫度到達(dá)或超過設(shè)定溫度時(shí)，停止加熱。在電加熱器出口也設(shè)置一支測(cè)量溫度的變送器。電加熱器上設(shè)置有溫度保護(hù)開關(guān)，當(dāng)溫度超過設(shè)定的溫度上限時(shí)，立即自動(dòng)停止加熱，起到保護(hù)作用。

電加熱控制盤與站場(chǎng)的控制系統(tǒng)通過RS485通信，并遵從ModBus RTU 通信協(xié)議。如果出現(xiàn)火災(zāi)，緊急關(guān)斷系統(tǒng)將發(fā)出信號(hào)給控制盤，立即關(guān)斷電加熱器。

3.4 調(diào)壓閥

本項(xiàng)目的工作調(diào)壓閥和監(jiān)控調(diào)壓閥均采用高精度軸流式自力式閥門，由先導(dǎo)閥進(jìn)行控制。閥體材質(zhì)和壓力等級(jí)符合工藝要求和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求。調(diào)壓閥采用輸氣管道中的天然氣作為動(dòng)力，取源位置為調(diào)壓閥下游。為保證調(diào)節(jié)精度和使用壽命，先導(dǎo)閥的入口處配置有過濾器。調(diào)壓閥由定位器來測(cè)量閥門的行程信號(hào)，并遠(yuǎn)傳至站控系統(tǒng)[3]。

調(diào)壓閥可調(diào)范圍為最大流通能力的2%～100%，工作啟動(dòng)壓差低，無論進(jìn)口壓力和流量在設(shè)定范圍內(nèi)如何變化，閥門都能保持恒定的出口壓力。

在閥門關(guān)閉時(shí)閥座處為零泄漏，符合歐洲調(diào)壓器標(biāo)準(zhǔn)EN334。正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)壓閥安裝處無氣體泄漏，即使調(diào)壓閥工作膜片損壞導(dǎo)致故障時(shí)，亦不發(fā)生泄漏[3]。

3.5 安全切斷閥

安全切斷閥也采用高可靠性的自力式閥門。在正常情況下，安全切斷閥處于全開狀態(tài)。如果系統(tǒng)壓力達(dá)到安全切斷閥的設(shè)定值，安全切斷閥將快速、自動(dòng)地截?cái)啾净芈饭夤苈?。安全切斷閥關(guān)斷后不能自動(dòng)重新啟動(dòng)，只能通過操作員現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)復(fù)位[3]。

安全切斷閥具有遠(yuǎn)程控制及遠(yuǎn)程閥位指示功能，能夠接收站控系統(tǒng)和控制器的命令關(guān)斷閥門：在取源信號(hào)管路上添加電磁閥，通過遠(yuǎn)程控制中心對(duì)電磁閥的開關(guān)來控制切斷閥引入壓力的變化，達(dá)到遠(yuǎn)程關(guān)斷的目的。當(dāng)安全切斷閥打開或關(guān)斷時(shí)，其配帶的位置開關(guān)能向站控系統(tǒng)和控制器輸出無源接點(diǎn)信號(hào)，進(jìn)行閥位指示，接點(diǎn)容量為24 V（DC）、3 A。安全切斷閥電子部分的防爆、防護(hù)等級(jí)符合現(xiàn)場(chǎng)要求。

安全切斷閥有SIL 等級(jí)認(rèn)證，并有超壓關(guān)斷保護(hù)，彈簧的響應(yīng)時(shí)間低于1 s。設(shè)定壓力的允許偏差低于2.5%，切斷精度優(yōu)于1.0%。

安全切斷閥的閥座采用金屬密封和軟密封，在閥門關(guān)閉時(shí)閥座的泄漏能夠達(dá)到FCI 70-2 標(biāo)準(zhǔn)中的第Ⅵ級(jí)。當(dāng)閥門出現(xiàn)故障時(shí)，處于關(guān)閉位置。

巴佐伊壓氣站的燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置除了具備加熱、調(diào)壓、計(jì)量、分配和自動(dòng)切換等基本功能，還設(shè)置了諸如安全放散閥門、排污閥以及壓力、溫度傳感變送器等輔助設(shè)施，極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全運(yùn)行可靠性；同時(shí)具備現(xiàn)場(chǎng)儀表和信號(hào)遠(yuǎn)傳功能，使得操作人員在現(xiàn)場(chǎng)或控制中心均可實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)作的詳細(xì)情況，配合控制系統(tǒng)及手動(dòng)操控裝置，能確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全。

4 調(diào)壓閥的尺寸計(jì)算

調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)（流通能力） 是調(diào)節(jié)閥的重要參數(shù)，它反映了流體通過調(diào)節(jié)閥的能力。根據(jù)調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)及額定流量系數(shù)，可以選擇調(diào)節(jié)閥的尺寸。

4.1 調(diào)節(jié)閥口徑選定步驟

巴佐伊壓氣站燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置上的調(diào)壓閥，其設(shè)計(jì)與計(jì)算依據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN334。調(diào)壓閥口徑的選定需經(jīng)過以下幾個(gè)步驟：

（1） 根據(jù)生產(chǎn)能力、設(shè)備負(fù)荷，確定調(diào)壓閥流量系數(shù)的最大流量、常用流量、最小流量等參數(shù)。

（2） 根據(jù)被控介質(zhì)及其工作條件選用計(jì)算公式，計(jì)算流量系數(shù)。

（3） 根據(jù)制造廠商的資料，在所選產(chǎn)品系列中，選取接近并大于流量系數(shù)的值作為額定流量系數(shù)，初選口徑。

（4） 驗(yàn)證調(diào)節(jié)閥的開度，要求開度在10%～90%之間。

（5） 驗(yàn)算實(shí)際可調(diào)比，一般要求大于10。

（6） 若滿足上述要求，則調(diào)節(jié)閥口徑選定工作完畢，否則重新選定口徑及流量系數(shù)，或另選其他閥，驗(yàn)算至合格[4]。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN334，假設(shè)調(diào)壓閥的入口壓力（絕壓） 為P1、出口壓力（絕壓） 為P2。

當(dāng)P2＞P1/2 時(shí)，使用公式（1） 計(jì)算調(diào)壓閥的流量系數(shù)：

當(dāng)P2≤P1/2 時(shí)，使用公式（2） 計(jì)算調(diào)壓閥的流量系數(shù)：

式中：Q 為氣體的體積流速，m3/h；Cg為調(diào)壓閥流量系數(shù)；C1為調(diào)壓閥流量系數(shù)與液體流量系數(shù)之比，C1=Cg/Cv（Cv為液體流量系數(shù)），C1與閥門的恢復(fù)特性有關(guān)，由制造廠商提供；K 為系數(shù)，K=6.97/[d×（t+273）]1/2，其中d 為氣體的相對(duì)密度，根據(jù)工藝條件確定，d = 0.624（空氣的相對(duì)密度為1）；t 為調(diào)節(jié)閥入口的氣體溫度，根據(jù)工藝條件確定，t=50 ℃，因此K=0.49[5]。

4.2 調(diào)節(jié)閥口徑計(jì)算過程

對(duì)于巴佐伊壓氣站項(xiàng)目，燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置入口存在兩種極端工況，分別是最低壓力為3.25 MPa和最高壓力為6.42 MPa。根據(jù)制造商的工藝數(shù)據(jù)，供給高壓支路的出口壓力為2.0 MPa；根據(jù)工藝條件，高壓支路上的最大流量Qmax、正常流量Qnor和最小流量Qmin分別為22 000、11 000、5 400 m3/h。以高壓支路為例，對(duì)調(diào)壓閥在不同工況下進(jìn)行口徑計(jì)算。

4.2.1 工況一

當(dāng)入口壓力P1=3.25 MPa，出口壓力P2=2.0 MPa時(shí)，由于P2＞P1/2，因此使用公式（1） 計(jì)算調(diào)壓閥的流量系數(shù)Cg。最大流量Qmax= 22 000 m3/h，及P1= 3.25 MPa，P2= 2.0 MPa 代入，求得Cgmax=1 464。根據(jù)廠家產(chǎn)品樣本，選取接近并大于Cgmax的值1 700 做為額定流量系數(shù)Cgrated，該額定系數(shù)對(duì)應(yīng)的廠家調(diào)壓閥尺寸為DN80。然后代入正常流量Qnor和最小流量Qmin，計(jì)算得流量系數(shù)Cgnor= 732，Cgmin=360。

驗(yàn)算調(diào)壓閥在實(shí)際工作狀態(tài)下的開度，一般希望流量最大時(shí)調(diào)節(jié)閥的開度不超過90%，流量最小時(shí)調(diào)節(jié)閥的開度不低于10%。調(diào)壓閥的開度=計(jì)算流量系數(shù)/額定流量系數(shù)。在該工況下最大流量的閥門開度=Cgmax/Cgrated=1 464/1 700=86%，最小流量的閥門開度=Cgmax/Cgrated=360/1 700=21%[6]。該口徑調(diào)壓閥的開度符合設(shè)計(jì)要求。

驗(yàn)算了閥門開度后，還需驗(yàn)算閥門的可調(diào)比?？烧{(diào)比R 是指調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量和最小流量之比。當(dāng)調(diào)節(jié)閥的前后壓差不變時(shí)得到的是理想可調(diào)比，一般R=30。在實(shí)際應(yīng)用中，管道的阻力隨流量增加而增加，使調(diào)節(jié)閥的最大流量減小，同時(shí)工作開度也不是從零至全開，而是在10% ～90%，從而降低了實(shí)際的可調(diào)比。根據(jù)慣常公式，實(shí)際可調(diào)比R′=R·s1/2，s 是調(diào)節(jié)閥全開時(shí)閥前、后壓差與系統(tǒng)總壓差之比[7]，即壓降比。根據(jù)該調(diào)壓閥的特性及工藝條件，閥門壓降比s = 0.3，因此R'=30×0.31/2=16.4 ＞10，符合設(shè)計(jì)要求。

4.2.2 工況二

入口壓力P1=6.42 MPa，出口壓力P2=2.0 MPa由于P2≤P1/2，因此使用公式（2） 計(jì)算調(diào)壓閥的流量系數(shù)Cg。將最大流量Qmax=22 000 m3/h，及P1=6.42 MPa 代入，求得Cgmax= 699。因?yàn)樵摴r下Cgmax小于工況一條件下的Cgmax，所以仍以1 700做為調(diào)節(jié)閥額定流量系數(shù)。分別代入正常流量Qnor和最小流量Qmin，可計(jì)算得到流量系數(shù)Cgnor=350，Cgmin=172。

接著驗(yàn)算閥門開度。在該工況下最大流量的閥門開度=Cgmax/Cgrated=699/1 700=41%，最小流量的閥門開度=Cgmin/Cgrated=172/1 700=10%[6]。閥門開度在10%～90%之間，符合設(shè)計(jì)要求。

調(diào)壓閥的實(shí)際可調(diào)比 R′=30 × 0.31/2=16.4 ＞10，因此DN80 的調(diào)壓閥符合該工況下的設(shè)計(jì)要求。對(duì)于低壓支路的調(diào)壓閥，計(jì)算公式與驗(yàn)算方法與該調(diào)壓閥相同，本文不再詳述。

5 結(jié)論

巴佐伊壓氣站的燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置由兩個(gè)配置完全相同的橇裝單元組成，每個(gè)單元都包含高、低壓管路，兩個(gè)單元一用一備，當(dāng)一個(gè)單元的某一支路出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)切換打開備用單元的相應(yīng)支路，而不用停止整個(gè)裝置的運(yùn)行，待故障路維修好后，可繼續(xù)投入使用。因此這種橇裝置設(shè)計(jì)可保證持續(xù)為高、低壓用戶供氣，而不會(huì)出現(xiàn)某一用戶的供氣中斷，從而避免了以往工程項(xiàng)目燃?xì)庹{(diào)壓橇的設(shè)計(jì)和使用弊端。

巴佐伊壓氣站燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置采用箱體外殼，既避免了橇裝置長(zhǎng)期暴露于外部環(huán)境，又簡(jiǎn)化了土建施工，且箱體包含采暖、通風(fēng)及火氣報(bào)警等設(shè)施，為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)帶來了極大的方便，值得在寒冷地區(qū)中推廣應(yīng)用。

哈南線巴佐伊壓氣站燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置的順利投產(chǎn)及長(zhǎng)期穩(wěn)定的使用，證明該項(xiàng)目燃?xì)庹{(diào)壓橇裝置設(shè)計(jì)方案實(shí)用且高效。