家用安全型調壓器的技術研發及推廣

摘 要

摘要：本文重點討論了適用于分戶調壓的供氣方式的家用安全型調壓器的研發背景以及技術研發、進而推廣應用的過程，并且介紹了家用安全型調壓器所具備的優良性能特點和獨到的技術
摘要：本文重點討論了適用于分戶調壓的供氣方式的家用安全型調壓器的研發背景以及技術研發、進而推廣應用的過程，并且介紹了家用安全型調壓器所具備的優良性能特點和獨到的技術創新。
關鍵詞：分戶調壓；調壓器；技術研發；技術創新；推廣應用
    隨著我國天然氣產能不斷擴大，以及國家對環保政策的不斷強化，天然氣在全國得到迅速普及，由于燃氣本身的易燃易爆的特性，在城市燃氣的輸配環節都毫無例外的把安全放在第一位。燃氣調壓器作為城市燃氣管網與用戶的紐帶，既是城市燃氣輸配管網的終端，也是用戶燃氣管線的前端設備。安全、及時、穩定地保證城市燃氣供應是城市燃氣事業發展的關鍵所在，安全可靠、運行穩定也是對燃氣調壓設備的基本要求。
1 家庭用戶燃氣供氣(調壓)方式
    目前國內城鎮家庭用戶的燃氣供應，絕大部分采用中壓0.2～0.4MPa的管網壓力，通過燃氣調壓器，調壓至2～2.8KPa供用戶使用。調壓方式分為樓宇集中調壓、區域調壓、中壓入戶調壓等方式。
    通過多年的供氣實踐證明，集中調壓及區域調壓方式在經濟發展迅速，用戶能源消耗不斷攀升的今天，一旦遇到用氣高峰，終端用戶就容易發生欠壓和流量不足的問題，而中壓入戶的供氣方式，避免了終端用戶之間的相互影響，能讓用戶得到較為穩定的供氣壓力。同時，集中調壓的供氣方式為實現供氣壓力穩定的目的，需要靠提高管道直徑，增大流通面積才能得到保證。相反，中壓入戶卻可實現小管徑長距離輸送燃氣，能節省大量管材，同時有效地降低施工難度、縮短施工周期，以往施工中同樣噸位的鋼材所輸送燃氣的距離得以成倍提高。再者，中壓進戶的調壓方式，能在中壓管網燃氣壓力大幅度波動時，不至影響到末端用戶燃具前壓力的變化，使供氣壓力更接近于標準值，而標準穩定的供氣壓力，可有效保證燃氣充分燃燒和熱值的最大釋放，起到良好的節能作用，燃燒后產生的有害氣體也會降至最低，燃氣使用更加環保，這一切對提高燃氣的利用率具有十分積極的作用。此外，穩定的供氣壓力也可以保證燃氣計量的準確度，這些優點在長期的使用過程中會變得越發明顯。
    區域調壓還有一些未被人們引起重視的缺點，這就是一旦調壓站出現故障影響面會很大，此外，區域調壓站往往無人值守，遇到人為損壞甚至被人破壞導致中壓直接入戶就會產生很嚴重的社會問題，在社會矛盾不斷出現的時期，如果采用中壓分戶調壓方式進行燃氣供應的話，這些社會安全隱憂也就迎刃而解了。由此可見分戶調壓還有著積極的社會效益。深圳市處于改革開放的前沿城市，在近些年的發展過程中，深圳市燃氣集團股份有限公司依據深圳市高層樓宇多等情況，在深圳地區廣泛采用了中壓入戶的供氣方式。
2 安全型調壓器研發的背景
    (1) 在《城鎮燃氣設計規范》GB50028中明確規定了調壓裝置應設有超壓安全保護裝置，目前國內在用的大、中型燃氣調壓器大部分都能夠滿足此項要求，自身能夠實現超壓緊急切斷、超壓放散等安全保護輔助功能，一旦調壓器出現故障，調壓器的輔助裝置會立即切斷氣源或通過放散減壓來避免事故發生。
    (2) 一般大中型調壓器多安裝于室外，燃氣的泄放一般不會危害到人身財產的安全。而對于單戶居民用戶使用的小型燃氣調壓器，因造價和現有技術等原因的制約，無法實現超壓緊急切斷，若采用超壓放散減壓則有可能危及用戶安全，并非真正意義的安全保護措施。一旦調壓器發生問題，在高樓大廈林立的今天所引發的危害難以估量，這的確是先進中壓入戶調壓方式的一種缺憾，產品和政策法規障礙，直接影響到這一先進燃氣輸配技術在國內的推廣應用。
    (3) 國內普通居民用戶燃氣表的最大承壓一般在10～50KPa之間，一旦中壓進戶會發生難以預料的事故，其影響范圍小到一戶普通居民，大到一個住宅小區，類似事故在北京、上海等一些城市均有發生，這給燃氣的使用安全帶來諸多不確定因素。
    (4) 多年來，隨著燃氣行業技術的不斷發展，在燃氣工程設計施工、材料設備選型和日常檢查維護等方面，各燃氣公司不斷采用新設備、新材料、新技術、新工藝，通過不斷提高設備本體的安全性能以求減少此類事故的發生。
    鑒于上述原因，深圳市燃氣集團股份有限公司從燃氣企業自身的社會責任感出發，在企業運營過程中，不斷加強對燃氣技術發展的投入，同時與國內外的燃氣設備制造企業互助溝通，積極組織、參與燃氣新型設備的研發、應用等工作，及時向部分有實力的企業提出了合作研發生產帶有安全保護功能的家用安全型調壓器。
3 安全型調壓器的技術要求
    (1) 安全型調壓器的技術要求
    深圳市燃氣集團依據目前深圳本地供氣管網的情況，提出了相關的基本技術要求：
    ① 調壓器應符合國家行業標準《城鎮燃氣調壓器》CJ274—2008的要求。
    ② 外形尺寸及接口要求：為便于施工安裝，新設計的調壓器進氣口與出氣口長度約150mm，調壓器本體高度不大于75mm，尺寸與深圳市目前在用的分戶調壓器基本一致。接口形式采用標準螺紋連接，進氣口采用外螺紋，出氣口采用內螺紋，也與深圳市在用的分戶調壓器基本一致。
    ③ 進口壓力范圍(P1)：0.05～0.3MPa
    ④ 額定出口壓力(P2s)：2.16KPa
    ⑤ 穩壓精度等級：AC15
    ⑥ 額定流量(Qn)：天然氣≥3m/h
    ⑦ 關閉壓力等級：SG25
    ⑧ 關閉壓力：天然氣＜2.7KPa
    (2) 安全保護功能技術參數
    ① 欠壓保護
    當入口壓力低于0.03MPa時，調壓器應能自動關閉。當入口壓力恢復到正常值時，采用人工手動復位方式復位之后，調壓器方可正常工作。
    ② 出口壓力超高壓保護
    當出口壓力超過9KPa時，調壓器應能自動關閉。
    ③ 當出口壓力恢復正常時，調壓器應能夠通過人工復位的方式正常工作。
    在初步確定了調壓器的基本技術參數后，通過向多個國內外多個調壓器生產廠家發出研發邀請，并且逐一審核回復方案后，確定了研發合作關系。在經過前期的反復調查論證和可行性分析，以及近兩年的努力，終于研發出來具有超、欠壓切斷保護功能的一體化家用安全型調壓器，并且經國家燃氣用具質量檢測中心抽樣測試合格，填補了國內外家用小型調壓器領域的空白。
4 安全型調壓器的主要技術特點
    圖1和圖2分別是普通型家用和新研發的安全型調壓器。
 

    這種帶有安全保護功能的家用安全型調壓器與現有的戶用燃氣調壓器技術相比，新研發的安全型調壓器具有結構簡單合理、使用安裝方便、制作成本低廉、安全性能可靠等優點：
    (1) 新建樓宇的燃氣管道施工驗收合格交付用戶使用前，該調壓器始終處于關閉狀態，只有對其進行復位后才可使用燃氣，避免了未用氣用戶由于誤操作閥門等原因造成燃氣泄露的可能性。
    (2) 在遇到燃氣調壓器內部因管道中雜質以及日久磨損導致內密封出現問題，可能使出口壓力超高的時候，調壓器會立即在其進口將氣源切斷，防止調壓器高壓側燃氣竄入低壓側危及用戶安全。
    (3) 在燃氣輸配系統檢修和意外事故等原因造成停氣時，一旦供氣中斷，個別用戶忘記關閉燃具閥門，再次供氣就可能導致燃氣大量泄漏等安全危害，該調壓器能夠在停氣管道壓力下降時自動切斷，有效避免了此類問題的發生。
    (4) 安全型調壓器與普通調壓器的外觀及尺寸看與普通調壓器沒有大的區別，這給安全型調壓器的普及帶來極大的方便，同時，該調壓器采用手動復位技術，進一步提高了燃氣系統整體安全性。
    (5) 在內置安全型調壓器采用雙閥頭技術，平時調壓閥頭工作，意外發生時，將切斷閥頭從進口處關閉氣源；普通調壓器只有一個調壓閥頭，如果長期使用發生磨損及異物等故障，就會出現超壓問題。
    (6) 該產品采用安全裝置一體化結構，相比于傳統的分體輔助超壓切斷方式成本大幅降低，并且體積小巧，易于安裝操作。
5 安全型調壓器實際應用情況
    深圳市自上世紀九十年代初期開始，率先在國內采用了分戶調壓的供氣方式，隨著2008年天然氣轉換的結束，深圳進入了天然氣時代，中壓管網的供氣壓力也由原來的0.07MPa提高到了0.15MPa，壓力的升高使得燃氣設備的安全可靠性變得尤為重要。
    在安全型調壓器研發成功并被批準批量生產后，深圳市燃氣集團自2009年開始逐步開展了安全型調壓器的試用工作。目前已安裝試用安全型調壓器12000多個，所有調壓器均運行穩定。同時，相關試用單位亦選擇了部分小區的部分用戶對安全型調壓器的切斷性能進行了實際測試，測試的結果均符合該調壓器的性能要求。
6 安全型調壓器發展前景展望
    安全型調壓器是適應社會發展需要，使中壓進戶調壓的供氣方式在國內普及應用提供了有力的產品保障。填補了國內外戶內用小型安保型燃氣調壓器產品的空白。為傳統產品升級換代打開了空間，由于產品具有很高的可靠性和實用性，也使得產品的附加值得到一定提高，符合當前天然氣普及的時代背景，是建設節約型社會、低碳、高效社會有益的技術補充。
    在天然氣迅速普及的今天，燃氣事故不可避免，一旦發生事故，將會對家庭、企業以及社會產生非常大的負面影響，作為燃氣企業，一方面要通過嚴格管理，降低燃氣安全事故發生的概率，另一方面也要不斷尋求新的燃氣技術、設備、材料，從根本上降低燃氣事故發生的可能性，保障用戶的生命財產的絕對安全，安保型調壓器將安全防范工作從每一個用氣家庭入手，在整個社會層面上提高了燃氣系統的整體安全性，在市場需求以及推廣使用方面必將具有非常廣闊的前景。
 
(本文作者：劉健 深圳市燃氣集團股份有限公司 廣東深圳 518040)