燃氣調壓計量橇是將天然氣經過濾、計量、加熱、調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備的設計壓力時, 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液體雜質過濾掉, 防止雜質對計量裝置及調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置直管段, 直管段的長度必須根據流量計的形式及生產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置。

  由于天然氣調壓后壓力下降, 根據焦耳湯姆遜效應, 其溫度降低, 而加熱裝置是防止天然氣調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露或結冰, 故設置加熱裝置。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。

  調壓單元是燃氣調壓橇的核心, 根據調壓前后的壓力進行核算選型, 一般為一級調壓和兩級調壓, 其配置可分為安全切斷閥+工作調壓器、安全切斷閥+監(jiān)控調壓器+工作調壓器、安全切斷閥+安全切斷閥+工作調壓器, 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)控調壓器+工作調壓器較多, 正常情況下, 安全切斷閥和監(jiān)控調壓器處于全開位置, 由工作調壓器對下游壓力進行控制。當工作調壓器出現故障, 無法控制下游壓力時, 監(jiān)控調壓器開始工作, 以維持下游壓力的安全范圍。若監(jiān)控調壓器也出現故障, 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。加臭裝置一般設置在燃氣調壓橇的末端, 因為四氫噻吩容易對燃氣調壓橇中的計量裝置及調壓裝置的設備造成不同程度的損害。

  由于燃氣調壓橇主要適用于天然氣長輸管線鋪設的范圍內, 然而我國地勢較為復雜, 長輸管線無法鋪設到較多地區(qū), 故為解決很多地區(qū)無法用氣的情況, 在地區(qū)內設置固定氣源, 再由氣源處進行調壓加臭后, 僅在該地區(qū)范圍內進行中壓管網的鋪設, 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) 、調壓計量裝置 (包含過濾、調壓、計量、加臭單元, 與常規(guī)的調壓計量橇基本類似) , 由于LNG的儲存設計壓力不高, 均為1.6MPa, 工作壓力最高為1.2MPa, 故調壓計量裝置中的調壓單元一般均為一級調壓, 調壓后為中壓管網的壓力———0.2～0.4MPa。該設備整體成橇, 節(jié)約用地, 安裝方便, 現已廣泛應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, 設計壓力為27.5MPa, 故其調壓單元設計為兩級調壓, 一般一級調壓設計由25MPa降壓至5.0MPa, 二級調壓再由5.0MPa降至0.2～0.4MPa。該設備簡稱為CNG減壓計量橇, 其中包含過濾器、加熱器、調壓器、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, 主要應用于城鎮(zhèn)居民的用氣。