燃?xì)庹{(diào)壓器研究進(jìn)展與展望

摘 要：燃?xì)庹{(diào)壓器的研究對(duì)于天然氣的穩(wěn)定性和安全性具有重要性。本文先對(duì)燃?xì)庹{(diào)壓器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納總結(jié)，接著從提高壓力調(diào)節(jié)性能的方法、壓力技術(shù)參數(shù)三個(gè)方面分析了燃?xì)庹{(diào)壓器的應(yīng)用研究。對(duì)其研究進(jìn)展進(jìn)行了展望，以期為我國(guó)燃?xì)庹{(diào)壓器的發(fā)展提供參考和借鑒。

　　伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和以化石燃料為主的能源對(duì)環(huán)境造成的污染，使得新能源中的清潔能源得到了重視。天然氣就是一種清潔的能源，在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)中扮演著承上啟下的重要作用[1]。燃?xì)庹{(diào)壓器是城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中的核心部件，燃?xì)庹{(diào)壓器供氣不穩(wěn)，會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)甚至中毒等事故，因此對(duì)與燃?xì)庹{(diào)壓器的研究對(duì)于天然氣的穩(wěn)定性和安全性具有重要性[2-3]。本文針對(duì)前人對(duì)燃?xì)庹{(diào)壓器的研究進(jìn)行了歸納整理，從研究的現(xiàn)狀和應(yīng)用研究?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行了總結(jié)。

1 國(guó)內(nèi)燃?xì)庹{(diào)壓器的研發(fā)狀況

　　國(guó)內(nèi)對(duì)燃?xì)庹{(diào)壓器的研究主要集中在調(diào)節(jié)閥領(lǐng)域，但是大多局限于設(shè)備選型、安裝、使用維護(hù)以及安全裝置的改造等等，對(duì)器本身并沒有進(jìn)行透徹深入的研究。 如有的學(xué)者應(yīng)用ADO數(shù)據(jù)庫(kù)操縱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)庹{(diào)壓器的自動(dòng)選型，介紹新開發(fā)的調(diào)壓箱的構(gòu)造及特點(diǎn)，闡述了直接作用式調(diào)壓器的優(yōu)勢(shì)等。但是燃?xì)庹{(diào)壓器的研究很少有機(jī)理方面的，多以實(shí)驗(yàn)為主，設(shè)計(jì)上則很大程度上依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。

2 國(guó)外燃?xì)庹{(diào)壓器的研發(fā)狀況

　　對(duì)于燃?xì)庹{(diào)壓器的研究，國(guó)外處于前地位，比如費(fèi)希爾、斯倫貝謝、塔塔里尼等生產(chǎn)的燃?xì)庹{(diào)壓器的調(diào)研，其產(chǎn)品已形成多個(gè)系列。在技術(shù)特性方面，CFD技術(shù)已經(jīng)非常的成熟，強(qiáng)調(diào)針對(duì)性和可選擇性[6]。

3 燃?xì)庹{(diào)壓器的應(yīng)用研究進(jìn)展

　　燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)是輸配中必不可少的環(huán)節(jié)之一，滿足不同用氣工況的需求，調(diào)壓性能的安全對(duì)供氣質(zhì)量和人民的生命安全息息相關(guān)，因此，正確的使用調(diào)壓器，是一項(xiàng)十分重要的工作。

　　3.1 提高壓力調(diào)節(jié)性能的方法

　　對(duì)于提高壓力調(diào)節(jié)性能的方法，前人進(jìn)行了深刻而細(xì)致的研究，概括為以下幾方面：（1）正確設(shè)計(jì)。一方面要重視對(duì)調(diào)壓器本身流通能力的設(shè)計(jì)；另一方面要注意用氣負(fù)荷和管徑等的檢查，對(duì)于燃具所需的供氣壓力差異較大的，應(yīng)配置調(diào)壓閥。對(duì)那些流量大的燃?xì)庠O(shè)備，應(yīng)避免發(fā)生管網(wǎng)燃?xì)夥派⒒蚯袛唷＃?）合理操作。合理操作既是要根據(jù)終端用戶的用氣性質(zhì)，以灶前壓力為準(zhǔn)，準(zhǔn)確操作。一是確定合理的出口壓力；二是按“先切斷后放散”設(shè)定保護(hù)壓力；三是把握調(diào)壓時(shí)間；（3）嚴(yán)格管理。嚴(yán)格的管理在提高壓力調(diào)節(jié)性能中扮演著重要的作用，材料磨損以及某些雜質(zhì)都會(huì)影響調(diào)壓器的性能，同時(shí)放散閥口墊粘連會(huì)導(dǎo)致切斷壓力的失靈。因此，堅(jiān)持定期更換調(diào)壓器的部件，以確保調(diào)壓設(shè)備正常工作狀態(tài)尤為重要。

　　3.2 調(diào)壓設(shè)備的壓力技術(shù)參數(shù)

　　燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)備主要通過設(shè)定以下幾個(gè)壓力參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)供氣工況的控制，形成一個(gè)自力調(diào)整的控制系統(tǒng)。（1）運(yùn)行壓力：調(diào)壓器在正常工作狀態(tài)下，出口壓力應(yīng)穩(wěn)定在所設(shè)定的壓力范圍內(nèi)，精度為±15%，要切記閥口的開度過小引起運(yùn)行壓力的波動(dòng)。（2）放散壓力：放散壓力是根據(jù)需要所設(shè)定的一個(gè)壓力保護(hù)值，放散閥可自動(dòng)打開泄壓，防止調(diào)壓伐壓力持續(xù)升高。（3）關(guān)閉壓力：一般規(guī)定，關(guān)閉壓力≤1.25P2。調(diào)壓器自身的精度和老化因素都直接影響調(diào)壓器的關(guān)閉性能。（4）切斷壓力：當(dāng)調(diào)壓器出口壓力超過該設(shè)定值，切斷閥迅速切斷進(jìn)口壓力，防止“直通”。

　　3.3 壓力調(diào)節(jié)過程中存在的問題及帶來的影響

　　燃?xì)庹{(diào)壓設(shè)備在運(yùn)行和檢修過程中都涉及到壓力的調(diào)節(jié)，因此，對(duì)壓力參數(shù)的操作是否得當(dāng)都會(huì)影響供氣質(zhì)量的安全。（1）客觀因素對(duì)調(diào)節(jié)運(yùn)行壓力的影響：①供氣范圍的影響。燃?xì)庠诠艿纼?nèi)流動(dòng)，供氣范圍越大，產(chǎn)生的壓力損失就越大。如果忽略了這個(gè)因素，就可能導(dǎo)致供氣壓力末端灶前壓力滿足不了燃燒工況。②地理位置高度的影響。在設(shè)定運(yùn)行壓力時(shí)調(diào)節(jié)過高，調(diào)節(jié)過低會(huì)造成末端壓力不足。③用氣特點(diǎn)的影響。城市燃?xì)夤?yīng)對(duì)象用氣規(guī)律不同。再加上使用的燃燒器的類型不同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定合適的運(yùn)行壓力。（2）調(diào)節(jié)運(yùn)行壓力時(shí)間選擇：流量影響著調(diào)壓器的出口壓力，而用氣不均勻性是城市燃?xì)夤?yīng)的一個(gè)特點(diǎn)，因此當(dāng)流量?p小時(shí)，出口壓力增加；因此，調(diào)節(jié)運(yùn)行壓力時(shí)間的選擇應(yīng)慎重。（3）放散壓力與切斷壓力選擇：調(diào)壓器應(yīng)該按照“先放散后切斷”的順序來操作，也有按“先切斷后放散”的順序來操作的，2 種方法各有利弊。對(duì)于故障性超壓，應(yīng)該按照“先切斷后放散”的順序來操作，可以減少環(huán)境污染，安全性也較高。對(duì)于非故障性超壓，則多“先放散后切斷”的順序來操作，供氣連續(xù)性高，因此，放散壓力與切斷壓力調(diào)節(jié)順序的選擇，應(yīng)根據(jù)具體情況而定。

4 結(jié)語

　　對(duì)于燃?xì)庹{(diào)壓器的而研究，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者都進(jìn)行了需要有益的研究，例如將計(jì)算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬技術(shù)運(yùn)用到燃?xì)庹{(diào)壓器研究中，提出了燃?xì)庹{(diào)壓器數(shù)值模擬的方法。但是現(xiàn)有的研究中，人為干預(yù)的環(huán)節(jié)過多，流場(chǎng)的具體分析較少，動(dòng)態(tài)模擬也不夠。從國(guó)內(nèi)對(duì)燃?xì)庹{(diào)壓器的研究來看，理論性的研究和數(shù)據(jù)分析較多，缺乏自主研發(fā)的調(diào)壓器性能檢測(cè)裝置。與我國(guó)的燃?xì)馐聵I(yè)發(fā)展極不相稱，因此吸取國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)燃?xì)庹{(diào)壓器的研究開發(fā)出的燃?xì)庹{(diào)壓器檢測(cè)設(shè)備是我國(guó)燃?xì)庋芯空哓叫杞鉀Q的一項(xiàng)重要問題。