2010/12/2 0:00:00
第十一届全国运动会在山东举行，济南作为十一运会的主会场。济南港华承担了全运会火炬燃气供应、能源中心及运动员村等全运场所的所有燃气的供应任务。其中火炬保供作为重中之重。
济南港华全运会场所供气区域的管网供气压力为0.1～0.4MPa，火炬制造商西安恒浦体育科技工程有限公司提供火炬，火炬的正常使用压力为30～50KPa，所以，中压管网必须经过燃气调压设备调压后方可供应火炬使用。调压器的选择是关系到火炬能否正常燃烧的关键，同时，作为火炬瞬间点火时燃气流量很大，调压器后适当设置缓冲管段对火炬的正常燃烧起着十分重要的作用。
1 调压器的选择
调压器按照作用原理不同，通常分为直接作用式和间接作用式两种。
1.1 直接作用式调压器
直接作用式调压器是由敏感元件(即薄膜)、传动部件(阀杆)和调节机构(阀门)等部件组成。当调压器出口压力变化时，薄膜上下的压力差推动阀杆移动，使阀口开度发生变化，从而导致燃气流量变化，调压器出口压力回复到原来给定的数值。
直接作用式调压器主要为小型调压器，其通过流量较小，一般只用于中低压调压，通过流量较大时，稳压效果较差。
1.2 间接作用式调压器
间接作用式调压器有主调压器和指挥器组成，指挥器的出口与调压器的膜下腔相连通。当调压器出口压力变化时，指挥器阀门动作，指挥器出口发生变化，主调压器膜下腔压力随之发生变化，致使主调压器阀门动作，流量发生变化，调压器出口压力恢复到给定值。
间接作用式调压器流通能力较大，稳压效果较好，在门站、区域调压站及大型用户采用此种调压器。
1.3 调压器的响应时间
直接作用式调压器出口压力变化直接反映给敏感元件薄膜，指挥阀杆来调节阀口开度，响应时间较短，可以在1s内响应：间接作用式调压器出口的压力变化需先通过指挥器，再由指挥器指挥主调压器进行阀口开度的调节，故间接作用式调压器通常比直接作用式调压器响应时间要长，需要3s以上。由于不同厂家调压器采用的定压弹簧性能不同，相同形式调压器间响应时间也会相差较大。
1.4 火炬调压器的选择
火炬调压器在点火瞬间即能达到额定流量，所以应该选择响应时间较短的直接作用式调压器。
1.5 调压器的其它配置
火炬调压器采用意大利飞奥进口产品，设计两路调压装置，单路供应就能满足火炬用气
量。设置数据采集与监测系统，对调压器进出口压力、温度及泄漏监测实时传输到调度系统。考虑到火炬在燃烧期间不能熄灭，未设超压切断装置，只加设超压放散装置。
2 缓冲管段的作用
当火炬点火瞬间，调压器后压力发生变化，此时调压器在定压弹簧的作用下，逐渐开启调压器阀口。从定压弹簧发挥作用到完全启动调压器阀口，需要一定的响应时间(t)，而这段时间内调压器后管段内的燃气压力将发生较大变化，可能导致火炬不能正常燃烧。如果燃气压力下降到火炬的最低供应压力时，火炬可能会熄灭。在调压器后设置缓冲管段，可以有效地缓解因调压装置在火炬瞬间点火时燃气压力的变化，从而保证火炬的正常燃烧。
3 缓冲管段的选择
因调压器的响应时间是由调压器的形式、弹簧特性等调压器的固有特性等决定，当我们选定调压器后，其响应时间是不能改变的，故在调压器出口与火炬之间设置适当的缓冲管段，有利于缓解火炬瞬间点火时引起调压器后燃气压力的变化，从而保证火炬的正常燃烧。
3.1 调压器的主要参数
(1) 进口压力P1
中压管网压力，一般在0.1MPa～0.4MPa之间；
(2) 出口压力P2
调压器的出口压力；
(3) 出口的设定压力P2S
用气设备所需压力与管线阻力损失之和，通过调节定压弹簧进行设定；
(4) 响应时间
从定压弹簧开始动作到完全启动调压器阀口所需时间，有调压器的形式、定压弹簧的特性等决定；
(5) 稳压精度
一簇静特性线上，工作范围内出口压力实际值与设定压力间偏差的最大正偏差和最大负偏差的绝对值的平均值对设定压力的百分比值；
(6) 稳压精度等级
稳压精度的最大允许值乘以100；
(7) 用气设备标况小时用气量Q0(Nm3/h)；
(8) 标准大气压P0；
(9) 绝对大气压Pj；
3.2 缓冲管段的计算分析
因调压器前后压力较低，可应用理想气体状态方程PV=nRT来分析。
火炬点燃前调压器后管道内燃气初始数量为：
n0=P2Sj×V0/RT (1)
火炬燃烧时单位时间流量为q，m3/s
q=Q0/3600
调压器开始动作到完全开启的响应时间内，管道内燃气减少量为： Q=q×t (2)
减少的燃气数量为：
n=P0×Q/RT=P0×q×t/RT (3)
火炬点火瞬间到调压器阀口完全打开前，调压器后管段内的压力Ph为：
Phj=(n0-n)×RT/V0 (4)
将n0、n、Q分别代入得到：
Phj=P2Sj-P0Q0t/3600V0 (5)
即：Ph=P2S-P0Q0t/3600V0 (6)
3.3 缓冲管段的计算
根据火炬厂家提供的参数，火炬正常燃烧压力范围为30～50KP即：0.6Pg～Pg之间能够正常燃烧。所以：
Ph=P2S-P0Q0t/3600V0≥0.6Pg，
即缓冲管段的容积为：
V0≥P0Q0t/3600/(P2S-0.6Pg) (7)
火炬正常燃烧时的流量为2500m3/h，调压器出口设定的压力为40KPa，火炬的最大工作压力为50KPa，选用直接作用式调压器(响应时间t=1s)，计算可得：
V0≥101300×2500×1/3600/(40000-30000)即：V0≥7.035m3。
如果选用DN300的管道，管线长度为99.5m。为慎重起见，预留20%的余量，火炬调压器后DN300的管道选用120m。通过与飞奥厂家详细的沟通，厂家建议调压器后的缓冲管段容积为火炬流量的3‰到5‰，即7.5m3～12.5m3之间，与计算结果基本吻合。
港华集团DM11明确规定锅炉、直燃机用调压器必须满足设备急开急停的使用需要，其结构设计应能达到快速开启及快速关闭的要求；完全关闭时间应在1s以内。作为火炬点燃瞬间同锅炉启动状态相似，在选择火炬调压器时，除满足用气量、用气压力及可靠供气以外，也应该考虑调压器的响应时间尽量短，合理设置缓冲管段，才能更好的保证火炬的正常燃烧。