市政管线系统-5.4.3管道附属设施

时间：2023-08-24 理论教育 版权反馈

【摘要】：图5-14 垂直板式蝶阀1—手轮 2—传动装置 3—阀杆 4—填料压盖 5—填料 6—转动阀瓣 7—密封面 8—阀体图5-15 过滤阀5.4.3.2 调压器1.调压器的作用燃气输配系统的压力工况是靠安装在气源厂、贮配站场、输配管网及用户处的调压器来控制的。因此，调压器是一种降压附属设备。间接作用式调压器的敏感元件和传动装置的受力元件是分开的。

市政管线系统-5.4.3管道附属设施

5.4.3.1 阀门

阀门是用于启闭管道通路或调节管道介质流量的设备。因此要求阀体的机械强度高，转动部件灵活，密封部件严密耐用，对输送介质的抗腐性强，同时零部件的通用性好。

阀门的种类很多，燃气管道上常用的有闸阀、旋塞阀、截止阀、球阀和蝶阀等。

1.闸阀

闸阀中流体是沿直线通过阀门的，阻力损失小，闸板升降引起的振动也很小。但当燃气中存在杂质或异物并积存在阀座上时，阀门不能完全关闭。有单板闸阀与双板闸阀之分，有平行式闸阀与楔式闸板之分，此外还有明杆闸阀和暗杆闸阀之分。两种闸阀见图5-8和图5-9。

2.旋塞阀

旋塞阀是一种动作灵活的阀门，阀杆转90°即可达到启闭的要求。杂质沉积造成的影响比闸阀小，广泛用于燃气管道上。

一种称为无填料旋塞阀，是利用阀芯尾部螺母的作用，使阀芯与阀体紧密接触，不致漏气，这种旋塞阀只允许用于低压管道上；另一种称为填料旋塞阀，利用填料以密封旋塞阀体与阀芯之间的间隙而避免漏气，这种旋塞阀体积较大，但较安全可靠。两种旋塞阀如图5-10及图5-11所示。

图5-8 明杆平行式双板闸阀

1—阀杆 2—轴套 3—手轮 4—填料压盖 5—填料 6—上盖 7—卡环 8—密封区 9—闸板 10—阀体 11—顶楔 12—螺栓螺母

图5-9 暗杆楔式单板闸阀

1—阀杆 2—手轮 3—填料压盖 4—螺栓螺母 5—填料 6—上盖 7—轴套 8—阀体 9—闸板

图5-10 无填料旋塞阀

1—阀芯 2—阀体 3—拉紧螺母盖

图5-11 填料旋塞阀

1—螺栓螺母 2—阀芯 3—填料压盖 4—填料 5—垫圈 6—阀体

3.截止阀（见图5-12）

截止阀是依靠阀瓣的升降以达到开启和节流的目的。这类阀门使用方便，安全可靠，但阻力较大。

4.球阀（见图5-13）

球阀的体积小，完全开启时的流通断面与管径相等。这种阀门动作灵活，阻力损失小。

图5-12 截止阀

1—手轮 2—阀杆 3—填料压盖 4—填料 5—上盖 6—阀体 7—阀瓣

图5-13 球阀

1—阀杆 2—手柄 3—填料压盖 4—填料 5—密封圈 6—阀体 7—球

5.蝶阀（见图5-14）

蝶阀是阀瓣绕阀体内固定轴旋转的阀门，一般作管道及设备的开启或关闭用，有的也可以作节流用。

6.安全阀

安全阀由阀体、阀芯、调节螺钉、弹簧等部件组成。安全阀主要用于燃气管道上，是确保管道安全运行的重要安全附件，常用规格为DN15～40mm。

7.过滤阀

过滤阀在管道设备上的作用是防止介质中的杂质或管道内壁上的铁锈、焊渣等杂物进入工艺系统中，使燃气输配设备免受损坏。常见的Y形过滤阀如图5-15所示。Y形过滤阀连接方式有法兰和螺纹连接两种，其规格一般为DN15～200mm。阀体材料多为球墨铸铁或不锈钢，标准滤网一般为40目，通常使用温度为-5～350℃。

图5-14 垂直板式蝶阀

1—手轮 2—传动装置 3—阀杆 4—填料压盖 5—填料 6—转动阀瓣 7—密封面 8—阀体

图5-15 过滤阀

5.4.3.2 调压器

1.调压器（或称调压阀）的作用

燃气输配系统的压力工况是靠安装在气源厂、贮配站场、输配管网及用户处的调压器来控制的。其作用是将较高的入口压力调至较低的出口压力，并随着燃气需求用量的变化自动地保持出口压力为一恒定值。因此，调压器是一种降压附属设备。

2.调压器的分类

（1）按动作原理分类通常调压器分为直接作用式和间接作用式两种。直接作用式调压器依靠敏感元件（薄膜）所感受的出口压力变化来移动调节阀门进行调节。敏感元件就是传动装置的受力元件，使调节阀门移动的能源是被调介质。而间接作用式调压器，出口压力的变化使操纵机构（如指挥器）动作，接通能源（可为外部能源，也可为被调介质）使调节阀门移动。间接作用式调压器的敏感元件和传动装置的受力元件是分开的。

（2）按出口压力分类调压器按出口压力分为高高压、高中压、中中压、中低压和低低压五种。较常用的调压器是高中压、中中压和中低压三种。

（3）按结构分类调压器按其结构分为膜片式、弹簧薄膜式、浮筒式、活塞式、波纹管式、杠杆式等。常用的是膜片式调压器。

3.膜片式调压阀

它是通过启闭件的节流，将介质压力降低，并借阀后压力的直接作用使系统压力自动保持在一定范围的阀门。调压阀的工作原理主要是靠膜片、重块、阀杆等元件改变阀瓣与阀座的间隙，把进口压力减至某一需要的出口压力，并靠介质本身的能量使出口压力自动保持稳定。常用的膜片式调压阀结构原理如图5-16所示。膜片式调压阀的优点是灵敏度高、工作可靠；缺点是薄膜的耐久性较差，工作温度不宜过高。

4.直接作用式用户调压器

（1）家庭用小流量调压器家庭用小流量调压器是弹簧薄膜式结构，工作时随流量的增加，内置的弹簧伸长，弹簧力减弱，给定值减低；同时随着流量的进一步增加，薄膜挠度减小，有效面积增加，气流直接冲击在薄膜上，抵消一部分弹簧力，这样使得调压器随流量的增加而出口压力降低。常用的RCAN型流量调压器如图5-17所示。

(www.daowen.com)

图5-16 膜片式调压阀工作原理

1—呼吸孔 2—重块 3—薄膜上的金属压盘 4—悬吊阀杆的薄膜 5—阀杆 6—阀芯

图5-17 RCAN型流量调压器

（2）栋楼集中调压器这种调压器适用于居民住宅集中供气和商业用户。它可以将用户室内管道与中压或高压管道直接连接起来，便于进行“栋楼集中调压”。其结构原理如图5-18所示。

这种调压器具有结构简单、体积小、重量轻、性能可靠、安装方便等优点。由于通过调节阀门的气流不直接冲击到薄膜，因此改善了由此引起的输出压力低于设计理论值的缺点。另外，为提高调节质量，在结构上采取了增加薄片托盘重量的措施，从而减少了弹簧变化给予出口的影响。

5.间接作用式调压器

间接作用式调压器的种类主要有指挥式调压器、雷诺式调压器、T形调压器和曲流式调压器。

（1）指挥式调压器指挥式调压器广泛地应用于燃气输配系统的分输站、门站及调压计量站中。调压器开始工作时，先调整指挥器（或称指挥调压器）弹簧压力，当被调介质压力低于给定值时，指挥器的弹簧力推动阀杆左行，通过杠杆作用，将指挥器上的活门开启，这时负荷压力增大，使得主调压器上腔压力变大，薄膜下行，带动主调压器杠杆开启主阀活门，这时调压器进入工作状态，调压器依靠出口压力变化，与薄膜上下腔压力平衡，从而调压器薄膜克服膜片上的弹簧力，使阀杆上行，这时主阀活门开度逐渐变小，甚至自动关闭，切断燃气通道。

（2）雷诺式调压器雷诺式调压器与其他调压器比较，结构复杂，占地面积大。但其压力调节性能好，无论进口压力和管网负荷在允许范围内如何变化，均能保持稳定的出口压力。雷诺式调压器是应用较广泛的一种间接作用式中低压调压器，主要用作区域调压或大工业用户专用调压。

雷诺式调压器由主调压器、中压辅助调压器、低压辅助调压器、压力平衡器及针形阀组成，其结构原理如图5-19所示。这种调压器对燃气的净化程度要求较高，在运行中要经常检查针形阀是否被堵塞。

图5-18 栋楼集中调压器

图5-19 雷诺式调压器工作原理

1—主调压器 2—中压辅助调压器 3—针型阀 4—低压辅助调压器 5—压力平衡器

中压辅助调压器的作用是将一部分中压燃气引入，并使其出口压力保持一定。自中压辅助调压器到压力平衡器及低压辅助调压器之间的压力称为中间压力（指挥压力或调节过渡压力，通常为5kPa左右），利用中间压力的变化可以自动地调节主调压器的开度。低压辅助调压器的作用是将其出口压力调节到规定的压力。当无负荷时，主调压器与两个辅助调压器的阀门呈关闭状态。开始有负荷时，出口压力下降，低压辅助调压器失去平衡，调节阀门打开，燃气流向低压管，中间压力降低，同时中压辅助调压器也打开，燃气从中压辅助调压器流向低压辅助调压器，致使针形阀以后的压力下降，这时压力平衡器内的薄膜开始下降，通过杠杆将主调压器打开。负荷越大，流经辅助调压器的流量也越大，针形阀的阻力损失也就越大，中间压力也就越小，主调压器阀门的开度也就越大；如负荷减小，调压器的动作与上述正好相反。负荷减到为零时，阀门完全关闭，切断燃气通道。应当指出的是，当负荷很小时，中间压力变化很小，不足以使主调压器开启，通过辅助调压器即可满足需要。

（3）T形调压器T形调压器可以作为高中压、中中压、中低压调压用。它与指挥式调压器原理基本相同，由指挥器、主调压器及排气阀三部分组成，其结构原理如图5-20所示。这种调压器性能较好，适用范围广。

调压器工作时，首先按需要的出口压力（给定值）调节指挥器的弹簧，同时调节排气阀的排气压力使其稍高于需要的出口压力。当出口压力p₂低于给定值时，指挥器的薄膜就开始下降，使指挥器阀门打开，压力为p₃的气体补充到调压器的膜下空间，p₃＞p₂时阀门打开，流量增加，p₂恢复到给定值。当p₂超过给定值时，指挥器薄膜上升使其阀门关闭，同时由于作用在排气阀薄膜下部的力将排气阀打开，压力为p₃的气体排出一部分，使调压器膜下的力减小，而又由于p₂的增加，调压膜上的力增大，阀口关小，p₂又恢复到给定值。

（4）曲流式调压器曲流式调压器具有运行无声、关闭严密、调节范围广、结构紧凑等优点。其结构原理如图5-21所示。

图5-20 T形调压器

1—主调压器 2—指挥器 3—排气阀

图5-21 曲流式调压器结构及工作原理

1—外壳 2—橡胶套 3—内芯 4—阀盖 5—指挥器上壳体 6—弹簧 7—橡胶膜片 8—指挥器下壳体 9—壳体 10—阀芯 11—阀杆 12—孔口 13—阀口 14—导压管入口 15—环状腔室

曲流式调压器是带有指挥器的间接作用式调压器，即由主调压器与指挥器两部分组成。开始工作时，调节指挥器弹簧，阀杆即向左侧移动，阀口13关小，同时阀芯10打开，调压器环状腔室内的指挥压力p₃降低，依靠压力差p₁-p₃使橡胶套开启，调压启用，继续调节指挥器弹簧，将出口压力p₂调至所需数值。当进口压力p₁降低或负荷增加时，出口压力p₂降低，导致作用在指挥器橡胶膜片上的压力降低，橡胶膜片带动阀杆移动。

5.4.3.3 补偿器

补偿器是调节管线因温度变化而伸长或缩短的配件。常用于架空管道和需要进行蒸气吹扫的管道上。此外，补偿器安装在阀门的下侧（按气流方向），利用其伸缩性能，方便阀门的拆卸和检修。

在埋地燃气管道上，多用钢制波纹补偿器（见图5-22），其补偿量约为10mm。还使用一种橡胶-卡普隆补偿器（见图5-23），它是带法兰的螺旋皱纹软管，软管是用卡普隆布作夹层的胶管，外层则用粗卡普隆绳加强，其补偿能力在拉伸时为150mm。