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1 国内外技术水平及现状

众所周知，一个国家城市能源结构的改变，既是一个国家和城市现代化的标志，也为治理经济发展过程中对环境的污染、改善城市环境提供了先决条件。因此，世界各国在发展经济的过程中，都毫无例外地十分重视城市燃气事业的发展。由于燃气本身的易燃、易爆特性，世界各国在发展燃气事业的过程中，特别是在城市燃气的输配环节都毫无例外地把安全放在第一位。用户燃气调压设备是连接城市燃气输配管网和用户的纽带，它既是城市燃气输配管网的终端，又是用户燃气管线的最前端设备。安全、及时、稳定、可靠地保证城市燃气供应，是城市燃气事业发展的关键所在。安全可靠、运行稳定，也是对燃气凋压设备最基本的要求。据报道，今年1月15日凌晨，南方某大城市一居民住宅区发生重大燃气泄漏事故，用户家中燃气表飞转，泄漏的燃气弥漫几个街区，数千居民被紧急疏散。事故原因是调压设备机械故障导致中压燃气直接人户所致。北京地区过去亦发生过类似事故。如何防止类似事故发生?“切断调压一体式燃气调压器”的研制成功为此提供了一条新的思路和实践。

在我国城市燃气事业快速发展的过程中，调压技术的发展还是比较快的。但由于燃气调压器的种类、性能还存在着不同程度的不足，总体上与城市燃气事业快速发展的要求相比，仍处于相对滞后状态。当前，国内生产的调压器主要分为直接作用式和间接作用式两大类型，仅直接作用式的小流量产品有安全切断功能，流量一般只有50m3/h-200m3/h左右，但前压(P1)变化较大时对其性能影响很大。国外调压器也分为直接作用式和间接作用式两大类，主要在工艺、加工方面较好，基本技术性能指标与国产调压器相差无几。近几年已有带切断装置的大流量产品问世，但由于进口产品结构复杂、维修不便，加之备品配件价格昂贵，在使用范围上受到较大限制(一般在大型区域调压站或城镇燃气总进口门站上使用多一些)。

另外，由于国外城市燃气管网的运行压力级制与国内差别较大，有些进口调压器在运行过程中关闭压力过高，很难调节，而且进、出口压力适用范围较窄。因此，从某种意义上说还不如国产燃气调压器实用(超高压型除外)。当前，在我国城市燃气事业快速发展的过程中，政府和燃气管理部门在加快城市燃气管网建设的同时，采取充分利用现有燃气管网，用提高管网运行压力的办法来增加城市原有燃气管网的输配能力，缓解多年来城市基础设施建设相对落后于经济发展和人民生活需要的矛盾，被公认为是一种较为可行的方案。因此，在保证燃气调压器出口压力稳定的前提下，尽量提高燃气调压器的进口压力适应范围、尽量提高燃气调压器的安全系数，也是目前燃气调压器在技术上亟待解决的课题之一。

2 主要研究内容和技术关键

基于上述理由，课题组在深入调查国内外燃气调压器现状之后，特别是根据建设部发布的《城镇燃气设计规范》2002版中有关“调压装置应设有超压自动切断保护装置”(第5．6条)的要求，决定走创新与继承相结合的道路，在现有城市燃气调压设备上采取技术措施，开发切断调压一体式燃气调压器，使其能在向用户提供稳定供气压力的同时，具有安全保障功能。即在万一发生可能危及用户安全的超压送气事故时，能及时切断城市燃气输配管网和用户燃气管线之间的联系，保护燃气用户的生命财产安全。

切断调压一体式燃气调压器的研发，首先要解决的技术关键是在用户供气压力超出安全供气范围时，无须外部控制信号和能源可自动瞬间切断用户气源，确保用户安全；其次是由于燃气管网供气对象是各类对供气压力要求不同的用户，因此，切断压力必须能根据用户需要任意调整和设定，以确保各类用户的正常使用和用气安全。该切断调压一体式燃气调压器技术创新点是在调压器内部采用双阀口设计，在整体结构上实现了切断调压一体化；同时，切断形式也与现有的杠杆形式或单体切断阀的作用完全不同，采用了先进的轴承切断方式，尽最大努力提高了切断系统的灵敏度和动作速度。由于切断点设计在调压器的进口，控制信号管设计在调压器出口，在万一发生超压供气事故时，切断系统可在调压器的进口端及时将外部燃气管网与用户内部管线断开，对用户来说真正做到了在源头上的切断。切断调压一体式燃气调压器在巧妙地利用双阀口设计方案实现整体结构上一体化的同时，也十分巧妙地利用了双阀口设计客观上会形成二次减压的机理，大大提高了调压器进口压力的适用范围。从国家燃气用具检测中心对D100规格的被测样机检测数据上可以看出该切断调压一体式燃气调压器的上述优点：超压切断安全可靠，切断速度小于1秒，切断精度优于3％；在进口压力从0．05 MPa变化到0．4MPa时，出口压力在lkPa-50kPa范围内连续可调且稳压精度始终保持在10％之内；在此应特别强调的是：双阀口设计并没有降低该调压器的流通能力，D100的被测样机在进口压力为0．4MPa，出口压力为2．5kPa时，换算天然气流量达到4 116m3／h就是有力的证明。切断调压一体式燃气调压器的成功开发，为我国燃气调压器家族增加了一个新成员。该燃气调压器技术先进、操作方便、构思新颖，作为新一代的燃气调压装置，不但能保证正常的稳定调压供气，而且具有可靠的超压切断功能，对保证燃气管网的安全运行和用户的安全稳定用气具有重要意义。该型调压器在2003年7月初由北京市市政管委主持召开的鉴定会上得到了与会专家的一致好评：该燃气调压器的开发研制成功，填补了我国切断调压一体式燃气调压器的一项空白；该燃气调压器的各项技术性能指标居国内领先水平。

3 应用前景及社会、经济效益分析

由于燃气调压箱具有体积小，结构紧凑，维护检修方便等独特优势，特别是对建筑面积紧张的单位和部门最为实用，曾获得北京市科技进步三等奖。从前几年陕甘宁天然气进京后的燃气大发展至今，许多单位大批使用燃气调压箱替代传统的调压站，节约了占地，方便了管理，取得了良好的社会效益和经济效益。燃气调压箱现已成为燃气发展工程、锅炉煤改气工程、新建的居民小区燃气工程、房地产开发项目中燃气调压设备的首选。

虽然大多数燃气调压箱都使用双路调压设计方、案，但目前普遍使用在燃气管网上的燃气调压箱所采用的调压器大多无安全切断功能，即便有少量采用具有安全切断功能调压器的调压箱也无自动切换功能。目前的现状是：在万一由于运行台故障发生超压供气事故时，必须由燃气管理部门的专业运行人员赶往事故现场人工关闭故障台，再人工启动备用台才能恢复向用户供气。很显然，事故的波及范围、处理的及时程度会受到时间、空间等诸多因素的制约。

切断调压一体式调压器技术先进。作为新一代的燃气调压装置，不但具有良好稳定的调压性能，而且具有安全可靠的超压切断功能。该切断调压一体式调压器可组装成安全切断式燃气调压箱，箱内设置双路供气系统，一路运行一路备用。当运行台发生故障后(如P2超出设定供气压力范围)，执行系统可瞬时切断故障系统的气源而自动启动备用系统，完成燃气调压系统的自动切换，保障用户不间断地安全用气。

切断调压一体式燃气调压器(箱)的应用前景非常广泛，可以应用于输配管网的压力0．4MPa以下、用户使用压力在lkPa-50kPa之间、流量在200m3／h-10000m3／h范围内的任何场合。对于安装切断调压一体式燃气调压器(箱)的用户和目前普遍采用的安装户内紧急切断阀的用户而言，以同样因各种不同原因造成用户管线突发超压供气并实施紧急切断的情况为例，对其安全性可以作以下简单的比较：

其一，由于燃气调压器(箱)的安装位置按规范要求均与用户建筑保持一定的安全距离，所以切断调压一体式燃气调压器动作后的切断点在远离用户的室外；

其二，切断调压一体式燃气调压器的切断动作是在用户管线突发超压供气的瞬间，即在可能造成用户发生燃气泄漏的事故之前；而分散安装于户内并与燃气泄漏报警系统联动的紧急切断阀的动作则是在用户发生燃气泄漏之后；

其三，切断调压一体式燃气调压器的切断动作信号取自出口压力且完全自力，无须外部能源；而分散安装于户内并与燃气泄漏报警系统联动的紧急切断阀的动作信号取自燃气泄漏报警器及其控制系统，必须有外部能源的支持。也就是说如果用户处于停电状态，或燃气泄漏报警系统出现故障，后者将完全不设防。

因此，切断调压一体式燃气调压器的安全可靠性与同类产品或系统相比，具有明显的优势。总而言之，由于切断调压一体式燃气调压器(箱)可在无论何种原因突发超压供气可能造成事故的情况下，能自动紧急切断用户管线和城市燃气管网的联系，无疑会对城市燃气输配管网的安全运行和城市燃气用户的生命财产安全起到举足轻重的作用。

当前，国家西气东输项目已全面启动，国内城市燃气事业即将面临又一个大发展的时机；北京申奥成功又为首都的燃气发展注入了新的活力。燃气调压器(箱)的市场需求必将有相当大的增加。切断调压一体式燃气调压器与相同规格的普通燃气调压器相比，其生产成本仅有不超过30％的增加，但其显而易见的技术含量和安全实用性所形成的卓越的性能价格比，一旦形成系列产品，特别是安全切断