燃氣調(diào)壓計量橇是將天然氣經(jīng)過濾、計量、加熱、調(diào)壓及加臭后供中下游用戶使用。其主要由入口切斷裝置、過濾裝置、計量裝置、加熱裝置、調(diào)壓裝置、加臭裝置、儀器儀表、控制系統(tǒng)及管道橇架組成。

  其入口切斷裝置主要由球閥 (或電動球閥) 、壓力/溫度表、壓力/溫度傳感器及安全放散閥組成, 在自動化程度要求比較高的情況下, 入口一般采用電動球閥, 入口壓力傳感器與電動球閥自控連鎖, 當壓力超出該橇裝設(shè)備的設(shè)計壓力時, 電動球閥進行自動切斷或由安全放散閥將高壓天然氣直接放散, 從而保護該裝置的安全。

  過濾裝置是將天然氣中所含的固體顆粒及相關(guān)液體雜質(zhì)過濾掉, 防止雜質(zhì)對計量裝置及調(diào)壓裝置等精密儀器的破壞, 過濾裝置主要包含過濾器、壓力表、差壓表 (或差壓變送器) 及安全放散閥。過濾器為壓力容器, 為防止天然氣超壓, 故需設(shè)置安全放散裝置, 保護過濾器的安全。差壓表主要檢測過濾前后的壓力差變化, 如壓差過大則需要清洗濾芯或更換濾芯。

  計量裝置主要是檢測天然氣流量, 目前國內(nèi)使用流量計形式多樣, 主要包含孔板流量計、渦輪流量計、旋進漩渦流量計及超聲波流量計。為使計量準確, 天然氣必須流速平穩(wěn), 故流量計前后必須設(shè)置直管段, 直管段的長度必須根據(jù)流量計的形式及生產(chǎn)廠家的要求進行安裝, 基本長度均以流量計所在管路的尺寸為單位進行設(shè)置。

  由于天然氣調(diào)壓后壓力下降, 根據(jù)焦耳湯姆遜效應(yīng), 其溫度降低, 而加熱裝置是防止天然氣調(diào)壓后溫度降低從而低于水露點溫度, 進而造成天然氣管道結(jié)露或結(jié)冰, 故設(shè)置加熱裝置。加熱裝置一般包含電加熱器、換熱器 (燃氣鍋爐水與天然氣換熱) 及水套式加熱爐, 其上設(shè)置壓力、溫度變送器、壓力表及溫度表, 加熱器后天然氣的溫度變送器與控制系統(tǒng)連鎖, 在控制室的監(jiān)視頁面上顯示。

  調(diào)壓單元是燃氣調(diào)壓橇的核心, 根據(jù)調(diào)壓前后的壓力進行核算選型, 一般為一級調(diào)壓和兩級調(diào)壓, 其配置可分為安全切斷閥+工作調(diào)壓器、安全切斷閥+監(jiān)控調(diào)壓器+工作調(diào)壓器、安全切斷閥+安全切斷閥+工作調(diào)壓器, 一般天然氣輸送的中上游需雙重保護, 故采用安全切斷閥+監(jiān)控調(diào)壓器+工作調(diào)壓器較多, 正常情況下, 安全切斷閥和監(jiān)控調(diào)壓器處于全開位置, 由工作調(diào)壓器對下游壓力進行控制。當工作調(diào)壓器出現(xiàn)故障, 無法控制下游壓力時, 監(jiān)控調(diào)壓器開始工作, 以維持下游壓力的安全范圍。若監(jiān)控調(diào)壓器也出現(xiàn)故障, 不能控制下游壓力時, 安全切斷閥則自動切斷氣源, 以保證下游管道和設(shè)備的安全。

  由于天然氣無色無味, 為防止天然氣泄漏時人無所察覺, 故加入加臭劑, 加臭劑目前國內(nèi)采用四氫噻吩, 四氫噻吩對于人無毒無害, 已在天然氣化工中被廣泛使用。加臭裝置一般設(shè)置在燃氣調(diào)壓橇的末端, 因為四氫噻吩容易對燃氣調(diào)壓橇中的計量裝置及調(diào)壓裝置的設(shè)備造成不同程度的損害。

  由于燃氣調(diào)壓橇主要適用于天然氣長輸管線鋪設(shè)的范圍內(nèi), 然而我國地勢較為復(fù)雜, 長輸管線無法鋪設(shè)到較多地區(qū), 故為解決很多地區(qū)無法用氣的情況, 在地區(qū)內(nèi)設(shè)置固定氣源, 再由氣源處進行調(diào)壓加臭后, 僅在該地區(qū)范圍內(nèi)進行中壓管網(wǎng)的鋪設(shè), 到達居民用戶。其中氣源分為液化天然氣 (以下簡稱LNG) 與壓縮天然氣 (以下簡稱CNG) 。

  氣源為LNG時, 即化工中常見的LNG氣化站。由于天然氣此時的狀態(tài)為液體, 儲存溫度為-162℃, 故需采用低溫壓力容器進行存儲, 同時需采用氣化器將LNG進行氣化后, 再過濾、調(diào)壓、加臭。由于LNG的存儲溫度低, 與常溫下的空氣溫度差較大, 故秉持著當今化工行業(yè)節(jié)約能源的原則, 氣化器采用空溫式氣化器, LNG與空氣進行換熱。其中包含LNG存儲的壓力容器———LNG低溫儲罐或杜瓦瓶 (當儲存量較少時, 將杜瓦瓶集成為瓶組) 、空溫式氣化器 (一用一備) 、電加熱器 (當空溫式氣化器出口的天然氣溫度低于5℃時, 采用其進行加熱, 一般為冬天使用) 、調(diào)壓計量裝置 (包含過濾、調(diào)壓、計量、加臭單元, 與常規(guī)的調(diào)壓計量橇基本類似) , 由于LNG的儲存設(shè)計壓力不高, 均為1.6MPa, 工作壓力最高為1.2MPa, 故調(diào)壓計量裝置中的調(diào)壓單元一般均為一級調(diào)壓, 調(diào)壓后為中壓管網(wǎng)的壓力———0.2～0.4MPa。該設(shè)備整體成橇, 節(jié)約用地, 安裝方便, 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于天然氣化工行業(yè)中。

  氣源為CNG時, 即常規(guī)的CNG儲配站, 采用儲氣瓶組儲氣, 存儲壓力一般為20～25MPa, 設(shè)計壓力為27.5MPa, 故其調(diào)壓單元設(shè)計為兩級調(diào)壓, 一般一級調(diào)壓設(shè)計由25MPa降壓至5.0MPa, 二級調(diào)壓再由5.0MPa降至0.2～0.4MPa。該設(shè)備簡稱為CNG減壓計量橇, 其中包含過濾器、加熱器、調(diào)壓器、流量計及加臭機。由于天然氣急劇降壓造成溫度下降, 電加熱器功率大, 運行成本高, 故加熱器采用換熱器, 與燃氣鍋爐配套使用;流量計多選用渦輪流量計或旋進漩渦流量計。該減壓計量橇一般處理量較小, 主要應(yīng)用于城鎮(zhèn)居民的用氣。