摘 要

介紹國家標準GB 27790—2011《城鎮燃氣調壓器》中調壓器靜特性的檢驗要求和判定方法，分析流量參數的調整對調壓器穩壓精度等級的影響，探討了通過降低穩壓精度等級和關閉壓力等級的方法實現在一定程度上拓寬調壓器適用流量范圍。

 摘　要：介紹國家標準GB 27790—2011《城鎮燃氣調壓器》中調壓器靜特性的檢驗要求和判定方法，分析流量參數的調整對調壓器穩壓精度等級的影響，探討了通過降低穩壓精度等級和關閉壓力等級的方法實現在一定程度上拓寬調壓器適用流量范圍。

關鍵詞：城鎮燃氣調壓器；  靜特性；  標稱參數

Test and Analysis of Static Characteristics of City Gas Pressure Regulator

Abstract：The test requirements and judgment methods of static characteristics of pressure regulator in the national standard，namely City Gas Pressure Regulators(GB 27790-2011)are introduced．The impact of regulating the flow parameters on the pressure accuracy class of pressure regulator is analyzed．The methods by reducing the pressure accuracy class and lock-up pressure class are discussed in order to broaden appl icable flow range of the regulator to a certain extent．

Keywords：city gas pressure regulator；static characteristics；nominal parameter

 

1　概述

調壓器的靜特性是指調壓器實際出口壓力隨進口壓力和流量變化而變化的特性^[1]。本文主要結合國家標準GB 27790—2011《城鎮燃氣調壓器》(以下簡稱GB 27790—2011)的檢驗要求及國家燃氣用具質量監督檢驗中心(以下簡稱檢驗中心)多年來的檢驗實踐，對調壓器靜特性試驗的檢驗方法、靜特性曲線的繪制方法、靜特性的分析和判定方法進行詳細的闡述，并結合靜特性曲線分析各種參數對調壓器靜特性的影響。

2　檢驗方法

GB 27790—2011在第7．6．1條中規定了城鎮燃氣調壓器靜特性試驗的檢驗過程。

2.1　調壓器的標稱參數

根據GB 27790—2011的條款7．6．1．1(a)可知，調壓器的生產單位在送檢調壓器時，需要提供調壓器的標稱壓力參數和標稱流量參數。

調壓器的標稱壓力參數包括調壓器的標稱進15壓力范圍dp1=p1,min～p1,max(p1,min和p1,max分別表示調壓器的標稱最小進口壓力和標稱最大進口壓力)、標稱出口壓力范圍dp2=p2,min～p2,max(p2,min和p2,max分別表示調壓器的標稱最小出口壓力和標稱最大出口壓力)、標稱穩壓精度等級A。標稱關閉壓力等級Sg、標稱關閉壓力區等級Sz和標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級Sz,p。

生產單位提供的調壓器的標稱流量參數見表1。表1中的p2,int為調壓器的標稱中間出口壓力設定值，p1,av為調壓器的標稱平均進口壓力值。

 

根據GB 27790—2011的規定，需要將試驗介質(空氣)的工況流量轉化為基準狀態(15℃，101.325kPa)下的空氣流量。因此，表1中的標稱流量參數為基準狀態下的空氣流量。

值得注意的是，表1所示的標稱參數是生產單位的聲明值，并非調壓器確切的真實參數值。Ac、Sg、Sz和Sz,p的數值越小，等級越高(如標稱穩壓精度等級Ac=5高于Ac=10)，調壓器的靜特性越優良。按照GB 27790—2011進行的調壓器靜特性試驗，只有當試驗得到的調壓器真實穩壓精度等級、關閉壓力等級、關閉壓力區等級和靜特性陸線族關閉壓力區等級均不大于相應的標稱參數值時，才能夠判定該調壓器是合格品，否則判定該調壓器為不合格品。

根據GB 27790—2011的條款7．6．1．1(b)可知，表1中的標稱中間出口壓力值p2,int和標稱平均進口壓力值p1,av分別按照式(1)和式(2)進行計算。

p2,int=p2,min+(p2,max+p2,min)/3　　　　　(1)

式中p2,int——調壓器的標稱中間出口壓力設定值，Pa

p2,min——調壓器的標稱最小出口壓力設定值，Pa

p2,max——調壓器的標稱最大出口壓力設定值，Pa

p1,av=p1,min+(p1,max+p1,min)/2　　　　　(2)

式中p1,av——調壓器的標稱平均進口壓力值，Pa

p1,min——調壓器的標稱最小進口壓力值，Pa

p1,max——調壓器的標稱最大進口壓力值，Pa

值得注意的是，在檢驗中心的檢驗過程中，通常對p2,int和p1,av的計算結果進行圓整，令p2,int與p2,min、p2,max具有相同的有效數字，令p1,av與p1,min、p1,max具有相同的有效數字，以統一測量精度。例如當p2,min=2kPa、p2,max=4kPa時，根據公式(1)計算得到p2,int=2.67kPa，但是為了統一測量精度，在檢驗的過程中取p2,int=3kPa。

2.2　檢驗系統

根據GB 27790—2011進行調壓器靜特性試驗的檢驗系統見圖1。

 

為了確保檢驗過程的安全性，調壓器靜特性檢驗的試驗介質采用壓縮空氣。調壓器靜特性檢驗過程中，由調壓器1調節被測調壓器6的進口壓力，由壓力變送器4測量被測調壓器6的進口壓力值；通過手動球閥9來調節通過被測調壓器6的壓縮空氣流量，流量值由流量計2測量，同時讀取由壓力變送器7測得的被測調壓器6實時的出口壓力值。在檢驗過程中，進口切斷閥3保持開啟狀態，檢驗結束后關閉進口切斷閥3。如果在檢驗過程中出現異常，則關閉進口切斷閥3，故障排除后再開啟進口切斷閥3繼續檢驗。溫度變送器5和8測量被測調壓器6進口和出口的壓縮空氣溫度。

檢驗中心現有檢驗系統所配置的流量計帶有自動修正功能，通過實測溫度、實測壓力和實測大氣壓力的修正，流量計顯示數值為修正后基準狀態下的空氣流量。

2.3　初始狀態的設定

在靜特性試驗的檢驗過程中，分別根據生產單位提供的標稱出口壓力范圍確定標稱出口壓力設定值(p2,min、p2,int、p2,max)，然后根據每個標稱出口壓力設定值進行初始狀態的設定。

每個標稱出口壓力設定值初始狀態的設定按照如下方法進行：在進口壓力等于p1,av、流量為(1.15～1.20)q3的條件下，將調壓器的出口壓力調整至p2,min；在進口壓力等于p1,av、流量為(1.15～1.20)q9的條件下，將調壓器的出口壓力調整至p2,int；在進口壓力等于p1,av、流量為(1.15～1.20)q15的條件下，將調壓器的出口壓力調整至p2,max。若生產單位存在特定的初始狀態設定方法，則按照生產單位聲明的方法進行初始狀態的設定。

2.4　靜特性曲線族的檢驗過程

初始狀態設定完畢后，即開始進行調壓器每族靜特性曲線的檢驗，即在每個進口壓力(p1,min、p1,av、p1,max)條件下，檢驗調壓器的實際出口壓力隨流量的改變而變化的過程。

初始狀態設定完畢后的靜特性檢驗過程及流量試驗點的分布如圖2所示(以標稱出口壓力設定值為p2,min為例)。

 

圖2為標稱出口壓力設定值為p2,min，完成初始狀態沒定后(調壓器的進口壓力為p1,av)，根據靜特性試驗得到的數據繪制的一條靜特性曲線。靜特性試驗過程中，從初始狀態點對應的初始流量開始，利用手動球閥9改變通過被測調壓器6的壓縮空氣流量，先逐步增加至對應靜特性曲線的最大試驗流量qL(人為規定)，再逐步降低至零，最后再增大至初始狀態點對應的初始流量，即(1.15～1.2)q3。要求q4≤qL≤qR，其中qR為試驗臺能夠提供的最大流量(試驗臺固有性能參數)。

GB 27790—2011要求在0～qL范圍內至少分布11個流量試驗點：初始點、5個流量增加點、4個流量降低點、一個零流量點，并分別記錄每一個流量試驗點所對應的調壓器實際出口壓力值。11個流量試驗點的分布情況如圖2所示。

調壓器的關閉壓力(手動球閥9關閉后q=0時的出口壓力)需要在調壓器關閉后5min和30min時分別檢驗1次。如此即完成了調壓器在出口壓力設定值為p2,min、進口壓力為p1,av條件下的一條靜特性曲線上試驗點的檢驗。

在調壓器初始設定狀態不變的條件下，分別將調壓器的進口壓力調整至p1,min和p1,max，通過手動開啟和關閉手動球閥9，完成通過調壓器的壓縮空氣流量從0增大到對應靜特性曲線的最大試驗流量，再減小至0的檢驗過程，并記錄相應試驗點對應的流量和出口壓力，即完成了調壓器標稱出口壓力設定值為p2,min的一族靜特性曲線(三條靜特性曲線對應的進口壓力分別為p1,min、p1,av、p1,max)上全部試驗點的檢驗。

根據標稱出口壓力設定值p2,max和p2,int值，分別按照第2．3節的設定方法改變調壓器的初始設定狀態，并按照上述檢驗方法完成p2,max和p2,int條件下兩族靜特性曲線試驗點的檢驗。

每一臺調壓器的靜特性試驗結果共由三族靜特性曲線組成。

2.5　關閉壓力的修正

檢驗關閉壓力的過程中大氣壓力變化不大，可忽略其對檢驗結果的影響。考慮到靜特性試驗過程中試驗介質溫度對試驗結果的影響，GB 27790—2011的條款7．6．1．2(h)要求對調壓器進行兩次關閉壓力檢驗，并對第二次測得的關閉壓力按照式(3)進行修正。

p¢b,2=[(q1+273)/(q2+273)](pb,2+pa)-pa　　　　(3)

式中p¢b,2——第二次測得的關閉壓力的修正值，Pa

q1——第一次測關閉壓力時測得的調壓器出口試驗介質溫度，℃

q2——第二次測關閉壓力時測得的調壓器出口試驗介質溫度，℃

pb,2——第二次測得的關閉壓力，Pa

pa——實驗室的大氣絕對壓力，Pa

按照式(3)對關閉壓力pb,2進行修正后，能夠消除第一次與第二次測試過程中溫度對測試結果的影響。最后，出于安全考慮，取第一次測得的關閉壓力pb,1、第二次測得的關閉壓力pb,2和第二次測得的關閉壓力的修正值p¢b,2中的最大值作為調壓器關閉壓力的最終檢驗結果。

3　靜特性曲線的繪制

根據測得的調壓器每個標稱出口壓力設定值(p2,min、p2,int和p2,max)條件下的靜特性試驗的檢驗數據，均可繪制出如圖3所示的一族靜特性曲線，每族靜特性曲線包括三條對應不同調壓器進口壓力(p1,min、p1,av和p1,max)的靜特性曲線。圖3中靜特性曲線族對應的調壓器標稱出口壓力設定值為p2,min。

 

本文以調壓器標稱出口壓力設定值為p2,min的檢驗數據為例，對GB 27790—2011中規定的調壓器靜特性曲線圖的繪制方法進行詳細的闡述和分析。圖3所示的橫軸表示通過調壓器的流量q，縱軸表示調壓器的出口壓力p2。

首先根據檢驗數據繪制圖3所示的三條閉合曲線——曲線1、曲線2和曲線3，此三條曲線分別代表調壓器進口壓力為p1,min、p1,av和p1,max工況條件下，調壓器的實際出口壓力隨流量變化的靜特性曲線。然后，按照表1中的流量值(標稱出口壓力設定值為p2,min時)分別作平行于縱軸的直線，取q1～q2之間曲線1上所有的點(包含q1和q2)、q3～q4之間曲線2上所有的點(包含q3和q4)以及q5～q6之間曲線3上所有的點(包含q5和q6)中對應出口壓力最大和最小的2個點，根據此2個點對應的最大和最小出口壓力值作平行于橫軸的虛線，得到虛線2和虛線1。虛線2和虛線1為作圖得到的調壓器的實際穩壓精度上限線和實際穩壓精度下限線。虛線1和虛線2對應出口壓力值的算術平均值即為根據GB 27790—2011作圖法得到的調壓器在標稱出口壓力設定值為p2,min的設定狀態條件下的實際出口壓力設定值p2,s。按照式(4)、(5)、(6)分別計算此種設定條件下的調壓器的標稱穩壓精度下限、標稱穩壓精度上限和標稱關閉壓力。

p2,l=(1-Ac/100)/p2,s 　　　　 (4)

式中p2,l——調壓器的標稱穩壓精度下限，Pa

Ac——標稱穩壓精度等級

p2,s——根據作圖法得到的調壓器實際出口壓力設定值，Pa

p2,h=(1+AC/100)p2,s 　　　　 (5)

式中p2,h——調壓器的標稱穩壓精度上限，Pa

pb,s=(1+Sg/100)p2,s  　　　  (6)

式中pb,s——調壓器的標稱關閉壓力，Pa

Sg——標稱關閉壓力等級

根據計算得到的調壓器標稱穩壓精度下限、標稱穩壓精度上限和標稱關閉壓力作平行于橫軸的直線，得到直線1(調壓器標稱穩壓精度下限線)、直線2(調壓器標稱穩壓精度上限線)和直線3(調壓器標稱關閉壓力線)。

4　檢驗結果的分析與判定

合格的調壓器需要滿足標稱穩壓精度等級、標稱關閉壓力等級、標稱關閉壓力區等級和標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級心一。

4.1　穩壓精度等級

合格的調壓器要求調壓器在每個標稱出口壓力設定值條件下的實際穩壓精度等級不大于標稱穩壓精度等級。

如圖3所示的虛線2和虛線1分別為調壓器的實際穩壓精度上限線和實際穩壓精度下限線，二者合稱調壓器的實際穩壓精度等級線；直線2和直線1分別為調壓器的標稱穩壓精度上限線和標稱穩壓精度下限線，二者合稱調壓器的標稱穩壓精度等級線。由于在其他參數相同的條件下，調壓器的穩壓精度等級數值越小，穩壓精度等級就越高(如標稱穩壓精度等級Ac=5高于Ac=10)，調壓器的靜特性也就越優良，因此，合格的調壓器要求每族靜特性曲線圖的虛線1和虛線2均在在直線1和直線2之間(允許與直線1和直線2重合)。

4.2　關閉壓力等級

如圖3所示的每條靜特性曲線(曲線1、曲線2和曲線3)與縱軸交點對應的出口壓力即為調壓器在每個進口壓力條件下的實際關閉壓力。直線3對應的出口壓力為標稱關閉壓力。由于在其他參數相同的條件下，調壓器的關閉壓力等級數值越小，關閉壓力等級就越高(如標稱關閉壓力等級Sg=15高于Sg=20)，調壓器的靜特性也就越優良，因此，合格的調壓器要求圖3中每條靜特性曲線與縱軸的交點均在直線3的下方(允許與直線3重合)。

4.3　關閉壓力區等級

調壓器的關閉壓力區等級是針對每一條靜特性曲線而言的。標稱關閉壓力區等級Sz是指調壓器每條靜特性曲線的理想最小流量和理想最大流量的比值乘以100。調壓器的標稱關閉壓力區等級Sz一般由生產單位聲明。

調壓器的實際關閉壓力區等級Sz,a由式(7)計算得到。

Sz,a=(qmin,a/qmax,a)×100   　　 (7)

式中Sz,a——調壓器的實際關閉壓力區等級

qmin,a——某一條靜特性曲線上調壓器的實際最小流量，m³／h

qmax,a——某一條靜特性曲線上調壓器的實際最大流量，m³／h

某一條靜特性曲線上調壓器的實際最小流量qmin,a和實際最大流量qmax,a按照以下方法作圖求得：以圖3的曲線3(進口壓力為p1,max)為例，曲線3的實際最小流量為曲線3與直線2交點對應流量的較大值，曲線3的實際最大流量為曲線3與直線1交點對應流量的較小值。若曲線3與直線2無交點，則視為此種工況下調壓器的實際最小流量為無限小，則該靜特性曲線的關閉壓力區等級數值為無限小。調壓器此種工況下的實際關閉壓力區等級就是根據圖3得到的每條靜特性曲線對應的實際最小流量與實際最大流量的比值乘以100。

由于在其他參數相同的條件下，調壓器的關閉壓力區等級數值越小，關閉壓力區等級就越高(如標稱關閉壓力區等級Sz=10高于Sz=20)，調壓器的靜特性也就越優良，因此，合格的調壓器要求調壓器每條靜特性曲線對應的實際關閉壓力區等級均不大于標稱關閉壓力區等級。

4.4　靜特性曲線族的關閉壓力區等級

標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級Sz,p，是指靜特性曲線族上，理想最大進口壓力下的最小流量和理想最小進口壓力下的最大流量的比值乘以100。標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級Sz,p一般由生產單位聲明。

調壓器的實際靜特性曲線族的關閉壓力區等級Sz,p,a根據式(8)計算得到。

Sz,p,a=(qp,min,a/qp,max,a)×100 　　  (8)

式中Sz,p,a——調壓器實際靜特性曲線族的關閉壓力區等級

qp,min,a——靜特性曲線族上調壓器標稱最大進口壓力下的實際最小流量，m³／h

qp,max,a——靜特性曲線族上調壓器標稱最小進口壓力下的實際最大流量，m³／h

以圖3所示的靜特性曲線族為例，調壓器在最大進口壓力下的實際最小流量為曲線3與直線2交點對應流量的較大值，調壓器在最小進口壓力下的實際最大流量為曲線1與直線1交點對應流量的較小值。根據公式(8)可求得調壓器在標稱出口壓力設定值為p2,min的設定條件下的實際靜特性曲線族關閉壓力區等級。

由于在其他參數相同的條件下，調壓器靜特性曲線族的關閉壓力區等級數值越小，靜特性曲線族的關閉壓力區等級就越高(如標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級Sz,p=10高于Sz,p=20)，調壓器的靜特性也就越優良，因此，合格的調壓器要求調壓器實際靜特性曲線族的關閉壓力區等級不大于標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級。

4.5　出口壓力設定值

目前在調壓器靜特性曲線作圖分析和判定的過程中，標稱穩壓精度上限p2,h、標稱穩壓精度下限p2,l和標稱關閉壓力pb,s均根據調壓器的實際出口壓力設定值p2,s進行計算，并在靜特性曲線圖中繪制出相應的圖線進行調壓器的靜特性分析和判定。根據檢驗中心多年的調壓器檢驗工作實踐可知，對于性能不穩定的調壓器，調壓器的實際出口壓力設定值與標稱出口壓力設定值的偏差較大，而GB 27790—2011對調壓器的實際出口壓力設定值與標稱出口壓力設定值的偏差并無明確要求。今后關于此方面的工作應進一步開展，標準的條款應進一步細化，以明確調壓器各項性能的規定，進而確保和提高調壓器產品的質量和性能。

5　調壓器靜特性檢驗實例

以一款直接作用式調壓器A為例，該調壓器的進口壓力范圍為dp1=0.2～0.6MPa(即p1,min=0.2MPa，p1,max=0.6MPa)，出口壓力范圍dp2=2～4kPa(即p2,min=2kPa，p2,max=4kPa)。其標稱穩壓精度等級Ac=10，標稱關閉壓力等級Sg=20，標稱關閉壓力區等級Sz=20，標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級Sz,p=20。相應的標稱流量參數見表2。

 

調壓器A在上述標稱出口壓力設定值p2,int=3kPa參數條件下的靜特性曲線圖見圖4。

 

根據圖4作圖可知，該調壓器在進口壓力范圍dp1=0.2～0.6MPa、標稱出口壓力設定值為p2,int=3kPa對應的流量范圍條件下，調壓器A的實際出口壓力設定值p2,s=2.93kPa，調壓器A的實際穩壓精度等級線如圖4中虛線所示。根據圖4可知，兩條虛線在標稱穩壓精度上、下限線之間，說明調壓器A在表2中p2,int=3kPa對應的流量參數條件下，調壓器A的實際穩壓精度等級小于標稱的穩壓精度等級Ac=10。

根據圖4可知，三條靜特性曲線與縱軸的交點均在標稱關閉壓力等級線下方，說明調壓器A在表2中p2,int=3kPa對應的流量參數條件下的實際關閉壓力等級小于標稱關閉壓力等級Sg=20。

根據實測數值分析可知，調壓器A的標稱出口壓力設定值p2,int=3kPa時，調壓器A實際的穩壓精度等級Ac,a=7.11<10，實際的關閉壓力等級Sg,a=18.03<20；p1=0.2MPa時的實際關閉壓力區等級Sz,a=9.64<20，p1=0.4MPa時的實際關閉壓力區等級Sz,a=5.55<20，p1=0.6MPa時的實際關閉壓力區等級Sz,a=3.62<20；靜特性曲線族的實際關閉壓力區等級Sz,p,a=10.51<20。根據上述數據可以判定該調壓器在進口壓力范圍dp1=0.2～0.6MPa，標稱出口壓力設定值p2,int=3kPa條件下的靜特性符合標稱靜特性參數要求。

根據標準GB 27790—2011的判定要求，僅根據圖4無法判定該調壓器的靜特性是否滿足標稱參數(表2中dp1=0.2～0.6MPa和dp2=2～4kPa對應流量參數)的要求，還需要根據表2所示的標稱出口壓力設定值p2,min=2kPa和p2,max=4kPa參數條件下的靜特性試驗數據，繪制相應的靜特性曲線圖，并根據繪制的靜特性曲線圖求得相應條件下的實際穩壓精度等級、實際關閉壓力等級、實際關閉壓力區等級和實際靜特性曲線族的關閉壓力區等級。只有三幅靜特性曲線圖對應的實際穩壓精度等級數值、實際關閉壓力等級數值、實際關閉壓力區等級數值和實際靜特性曲線族的關閉壓力區等級數值均不大于相應的標稱參數值Ac=10、Sg=20、Sz=20和Sz,p=20，才能夠判定該調壓器在dp1=0.2～0.6MPa、dp2=2.0～4.0kPa和表2所示流量參數條件下的靜特性滿足標稱的靜特性參數要求。

6　調壓器靜特性與流量參數的關系

根據多年的檢驗經驗可知，調壓器的穩壓精度等級、關閉壓力等級與流量參數密切相關。

6.1　由流量參數確定穩壓精度等級和關閉壓力等級

以調壓器A為例，該調壓器在如表2所示的參數條件下的標稱穩壓精度等級為Ac=10，標稱關閉壓力等級為Sg=20，標稱關閉壓力區等級為Sz=20，標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級為Sz,p=20。對調壓器A的流量參數按照表3進行調整，按照前文所述的方法繪制靜特性曲線圖(見圖5)。

 

 

以標稱出口壓力設定值p2,int=3kPa為例(調整參數后的靜特性曲線圖見圖5)，調整流量參數后，調壓器A在標稱出口壓力p2,int=3kPa條件下的實際穩壓精度為Ac,a=4.97<5(圖5中的實際穩壓精度等級線與標稱穩壓精度等級線幾乎重合，為了使圖線得以區分，圖5在繪制過程中進行了適當放大處理，將實際穩壓精度等級線與標稱穩壓精度等級線的間距適當加大)；實際關閉壓力等級為Sg,a=17.31<20；三條靜特性曲線的實際關閉壓力區等級分別為：p1=0.2MPa時Sz,a=19.23<20，p1=0.4MPa時Sz,a=6.67<20，p1=0.6MPa時Sz,a=5.52<20；實際靜特性曲線族的關閉壓力區等級為Sz,p,a=19.78<20。

按照上述方法，根據表3中調整后的流量參數，繪制調壓器標稱出口壓力p2,min=2kPa和p2,max=4kPa條件下的靜特性曲線圖(圖省略)。根據靜特性曲線圖可以得到標稱出口壓力為p2,min=2kPa時，調壓器A的實際穩壓精度Ac,a=4.85<5；實際關閉壓力等級Sg,a=18.64<20；三條靜特性曲線的實際關閉壓力區等級分別為：p1=0.2MPa時Sz,a=18.55<20，p1=0.4MPa時Sz,a=7.62<20，p1=0.6MPa時Sz,a=6.89<20；實際靜特性曲線族的關閉壓力區等級為Sz,p,a=19.95<20。根據靜特性曲線圖可以得到標稱出口壓力為p2,max=4kPa時，調壓器A的實際穩壓精度Ac,a=4.78<5；實際關閉壓力等級Sg,a=19.05<20；三條靜特性曲線的實際關閉壓力區等級分別為：p1=0.2MPa時Sz,a=17.65<20，p1=0.4MPa時Sz,a=5.34<20，p1=0.6MPa時Sz,a=4.98<20；實際靜特性曲線族的關閉壓力區等級為Sz,p,a=18.76<20。

由此可見，在不改變調壓器的材料、結構的條件下，僅通過調整流量參數有可能一定程度地提高調壓器的穩壓精度等級(穩壓精度等級由Ac=10提高至Ac=5)。但是，此方法的實現需要通過試驗、作圖加以驗證。值得注意的是，根據表2和表3的流量參數對比可知，采用此種方法提高調壓器的穩壓精度等級后，調壓器A的適用流量范圍變窄。因此，如果過分地追求更高的穩壓精度等級而導致調壓器的適用流量范圍過窄，則此方法將失去其實際的意義。同時，對于某些靜特性較差且具有相對固定適用流量范圍的調壓器，此方法并不適用。

6.2　由穩壓精度等級和關閉壓力等級調整流量范圍

以調壓器A為例，將該調壓器的標稱穩壓精度等級降低為Ac=15，標稱關閉壓力等級降低為Sg=25，標稱關閉壓力區等級和標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級保持不變，仍為Sz=20和Sz,p=20，將表2中的流量參數進行調整得到表4，分別繪制調壓器A在標稱出口壓力設定值為p2,min=2kPa、p2,int=3kPa和p2,max=4kPa條件下的靜特性曲線圖(調壓器A在標稱出口壓力設定值為p2,int=3kPa條件下的靜特性曲線見圖6，其余兩幅圖省略)。根據作圖法可知，調壓器A能夠滿足表4中的流量參數。

 

 

根據表4和表2的對比可知，該調壓器A的標稱穩壓精度等級降低為Ac=15，標稱關閉壓力等級降低為Sg=25后，在仍然滿足標稱關閉壓力區等級Sz=20和標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級Sz,p=20的條件下，流量范圍有所拓寬。

通過表4與表2對應的流量參數對比可知，在不改變調壓器的材料、結構的條件下，通過降低穩壓精度等級和(或)關閉壓力等級，可以在一定程度上拓寬調壓器的適用流量范圍。但是，流量范圍的拓寬程度十分有限，并不能滿足任意的流量范圍要求。同時，新的流量參數不可以任意設定，需要通過試驗和作圖相結合的方法來確定。

根據以上論述可知，調壓器靜特性的優劣不可單純地根據標稱穩壓精度等級、標稱關閉壓力等級、標稱關閉壓力區等級和標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級進行判定，還需要結合調壓器的進出口壓力范圍和流量參數進行綜合判定。具體說來，對于進出口壓力范圍、流量參數一致的調壓器，標稱穩壓精度等級、標稱關閉壓力等級、標稱關閉壓力區等級和標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級越高，其靜特性越優良；對于進出口壓力范圍、標稱穩壓精度等級、標稱關閉壓力等級、標稱關閉壓力區等級和標稱靜特性曲線族的關閉壓力區等級一致的調壓器，適用流量范圍越寬，其靜特性越優良。

根據GB 27790—2011的規定，調壓器的最高標稱穩壓精度等級為Ac=1，最高標稱關閉壓力等級為Sg=2.5，最高標稱關閉壓力區等級Sz=2.5，最高標稱靜掙陛曲線族關閉壓力區等級Sz,p=2.5。

7　調壓器靜特性云計算分析系統

檢驗中心根據多年的調壓器檢驗經驗，結合GB 27790—2011調壓器靜特性的檢驗要求，開發了基于云計算的調壓器靜特性分析系統。

該系統基于微軟．NET Framework 4構建。系統的應用構架采用領域驅動設計(DDD)模型，基于業務領域體建模，從業務關注角度開發框架，主要分為應用層(Application)、領域模型層(Domain)、基礎服務層(Infrastructure)、展示層(Presentation)，具有開發框架可靠、數據訪間便捷安全、數據儲存持久、靜特性曲線可自定義等特點。

調壓器靜特性云計算分析系統的用戶可以通過注冊賬戶獲得用戶名和密碼，從而通過互聯網方便地登錄調壓器靜特性云計算分析系統。在調壓器靜特性云計算分析系統中，用戶可以通過手動錄入或Excel表格導入數據，能夠實現自動繪制調壓器的靜特性曲線圖，自動計算調壓器的實際穩壓精度等級和實際關閉壓力等級，根據用戶需要以多種方式保存和輸出圖線等功能，具有數據云儲存、云計算的特點。調壓器靜特性云計算分析系統界面見圖7。

 

8　結論與建議

①根據GB 27790—2011的規定，凋壓器靜特性的分析和判定需要根據作圖法求得的調壓器實際出口壓力設定值進行。調壓器的實際出口壓力設定值與標稱出口壓力設定值具有一定的偏差。目前GB 27790—2011對此偏差值沒有明確的規定。建議今后在標準修訂過程中加入對該偏差值的限定，以便更好地優化調壓器靜特性。

②調壓器的靜特性與流量參數密切相關：當進出口壓力范圍不變時，在滿足標稱關閉壓力等級、標稱關閉壓力區等級和標稱靜特性曲線族關閉壓力區等級的條件下，通過適度地調整流量參數，有可能使調壓器達到更高的穩壓精度等級；通過降低標稱穩壓精度等級和(或)標稱關閉壓力等級，可以在一定程度上拓寬調壓器的適用流量范圍。上述參數的調整需要通過試驗和作圖相結合的方法實現。

③調壓器靜特性的優劣需要結合調壓器的進出口壓力范圍、流量范圍、穩壓精度等級、關閉壓力等級、關閉壓力區等級和靜特性曲線族的關閉壓力區等級等參數進行綜合分析。

④調壓器靜特性云計算分析系統的開發有助于檢驗中心和各調壓器生產單位調壓器檢驗和研發工作的順利開展。

 

參考文獻：

[1]張乃方，翟軍，岳明，等．信號管的設置對直接作用式調壓器靜態特性的影響[J]．煤氣與熱力，2013，33(3)：B26-B32．

[2]張乃方，翟軍，岳明，等．城鎮燃氣調壓器(箱)新舊標準對比[J]．煤氣與熱力，2013，33(2)：B31-B35．

 

 

本文作者：岳明  張乃方  陳浩  李軍

作者單位：中國市政工程華北設計研究總院有限公司燃氣技術研究院