燃氣調(diào)壓設備(bèi)是城市燃氣輸配系統的重要設施之一。随著各類用戶對用氣質量的要求不斷提高，燃氣調壓器更加安全、經濟、可靠地運行将成爲燃氣安全工程中重要課題之一。如何保證供氣的連續性，既是燃氣企業效益連續性的保證，也是燃氣供應方在簽署瞭供氣合同後履行合同的義務和職責，對一些供氣要求較高的用戶（尤其是工業企業）來說，短時間的停氣将會給用戶帶來巨大的損失，會給供氣和用氣雙方帶來諸多矛盾甚至付諸法律。多數時候，我們隻能依靠燃氣調壓設備自身的可靠性，缺乏主動的對燃氣調壓系統的針對性設計。
2 不間斷調壓供氣方案
      一路完整的燃氣調壓器系統至少應該由進口截斷閥、緊急切斷閥、調壓器和出口截斷閥構成。當調壓器發生故障時，緊急切斷閥感應到超壓或者失壓並(bìng)做出切斷動作
，該路調壓系統停止工作。對於(yú)在生産中不允許停氣的用戶而言，這種供氣方式形式單一、風險高，很難實現無人值守。
不間斷調(diào)壓供氣應具備(bèi)以下要求：
 （1）當運行路發生故障或下遊用氣量突然增大，造成出口壓力過低時，備(bèi)用路能在自動不停氣的情況下補(bǔ)上運作供氣；
 （2）當運行路發生故障，若導緻出口壓力上升
，並(bìng)令運行路上的超壓切斷閥發生作用，将運行路關上時，備(bèi)用路能自動投人(注：當出口壓力上升時
，備(bèi)用路上的超壓切斷閥不可發生作用。)
 （3）以上（1）及（2）的工序不可用電(diàn)子或電(diàn)力裝置或人手調控來實現，並(bìng)必須在調壓站電(diàn)力供應中斷時仍能運作。
目前，國内外主要採(cǎi)用工作監視調壓和一用一備(bèi)兩種調壓流程來保證燃氣調壓系統的安全性
，下面先就兩種方案展開比較和讨論。
2.1 工作監(jiān)視調(diào)壓供氣系統
      工作監視調壓系統設計已經被普遍接受和認同，並(bìng)且被大量使用在一些關鍵的燃氣輸配系統中。工作監視調壓顧名思義即是由工作調壓器和監視調壓器共同組成，監視調壓器的位置位於(yú)工作調壓器上遊、緊急切斷閥下遊，它的出口壓力設定點高於(yú)工作調壓器的設定點，低於(yú)緊急切斷閥超壓切斷的設定點，當調壓系統正常工作時，監視調壓器因爲設定值高於(yú)工作出口壓力，處於(yú)全開狀态，不妨礙工作調壓器正常工作；當工作調壓器失效，下遊壓力升高，並(bìng)達到監視調壓器的設定值時，監視調壓器開始工作，保持下遊壓力處於(yú)監視調壓器的控制範圍當中。工作監視調壓系統如圖 1 。

工作監視調壓的設計需要幾個有效的前提，一是調壓器的設計爲 Fail Open結構，即失效全開，隻有工作調壓器失效全開，監視調壓器才能夠發揮作用；其次，監視調壓器必須處於監視狀态，意味著(zhe)它的出口壓力設計值必須高於工作調壓器的設定值，具體的設定值依據不同的調壓器性能有所不同，取決於調壓器的調壓精度和工作範圍；同時，下遊用戶可以接受一定壓力範圍的波動。另一方面，調壓器並(bìng)非全通徑設備，即使是軸流式調壓器
，也會在一定程度上阻礙流通的流量並(bìng)帶來一定的壓損
，所以在設計工作監視調壓時，必須要考慮調壓器串聯所造成的流量損失和壓損增大問題。這就使得工作監視調壓的設計並(bìng)不适合於低壓差的調壓系統和下遊用戶需要壓力波動範圍極小的調壓系統。
      目前，天然氣緊缺的情況時有發生，燃氣供應初期入口壓力往往較低，調壓系統在某種程度上起到的是穩壓的作用，這個時候如果採(cǎi)用監視工作調壓，由於(yú)調壓器的串聯結構，勢必在一定程度上犧牲流量和出口壓力。
2.2 一用一備供氣系統
      爲瞭防止單路供氣因爲故障或者維護所造成的停氣，雙路供氣的結構也越來越多的用來代替單路供氣和一用一旁通供氣結構，備用路採用與工作路完全相同的設計，包括瞭過濾器、截斷閥（球閥或者蝶閥）、緊急切斷閥以及調壓器。備用路的安裝位置與工作路並(bìng)聯，共用同一個人口和同一個出口，其並(bìng)聯既可以通過彎頭三通來實現，也可以通過彙氣管插管來實現。備用路雖然用以備用，但並(bìng)不意味著(zhe)備用路的前後截斷閥處於關閉狀态，相反，備用路同工作路一樣，前後截斷閥均一直處於全開狀态，這樣做的目的是使備用路在工作路故障切斷時可以自動的不借助任何外力進人工作狀态。正如監視調壓器的設定點高於工作調壓器設定點時，監視調壓器處於全開狀态，相反，通過将備用路調壓器的設定值設定爲低於工作路調壓器，備用路調壓器在正常工作即可處於關閉狀态。即使備用路的前後截斷閥處於全開狀态，但是調壓器起到瞭截斷作用，備用路不會有氣體流通。
      此類調(diào)壓系統主要作用有以下幾點(diǎn)：
（1）當(dāng)其中一路進行定期維護或維修時，可以由另一路完全擔(dān)負向下遊供氣的任務，不會影響下遊用戶連續用氣的需求；
（2）當下遊用戶用氣量突然增大，工作路單路供氣不能滿足下遊用氣量要求時，下遊壓力會随之降低，備(bèi)用路調壓器感應到下遊壓力低於(yú)自身設定值時，會自動啓動，雙路同時爲下遊供氣，實現自動增路的功能。
（3）當工作路調壓器故障全開時，上遊高壓氣體快速流往下遊，造成下遊瞬間超高，當壓力超過工作路切斷閥設定點時，工作路緊急切斷閥即切斷氣源，工作路停止向下遊供氣；由於(yú)下遊繼續用氣，當下遊壓力低於(yú)備(bèi)用路調壓器設定值時
，備(bèi)用路調壓器會自動啓用
，整個用氣過程連續、不間斷
。

      似乎一用一備結構的供氣方式已經具備瞭(le)完全自主的供氣
、增路、補氣的功能，爲維護提供充裕的時間。但是，仔細分析此系統備用路自動啓動的過程，我們仍然能發現一個顯著的缺陷：由於並(bìng)聯安裝，共用相同的出口，無論是工作路還是備用路的緊急切斷閥感應口和調壓器感應口位置，均處於調壓器相同的下遊，由於工作路和備用路的下遊截斷閥均處於全開狀态，當下遊壓力超過緊急切斷閥設定值時，工作路和備用路的緊急切斷閥都有可能做出超壓切斷的動作，如果是這樣，即使是下遊壓力下降到備用路調壓器的設定值，備用路因爲緊急切斷閥切斷瞭(le)氣源，也無法擔負起自動補氣的作用，一用一備結構事實上形同虛設，不能發揮自動供氣保證連續性的作用。
      爲瞭(le)解決這種情形，通常我們選擇将備用路的緊急切斷閥切斷壓力設置得高於(yú)工作路。由於(yú)工作路故障，瞬間通過工作路湧向下遊的氣體會使壓力突然升高，備用路的緊急切斷閥切斷壓力不僅是需要稍微高出工作路設定點，爲瞭(le)保證無論在什麽情況下備用路都不會被誤切斷
，其設定甚至高於(yú)下遊安全放散閥的放散壓力，如此一來，備用路的緊急切斷閥又無法發揮自身安全緊急切斷的作用。
3 自動選路調壓系統設計
      通過對目前普遍採用的在工作監視調壓系統和一用一備調壓系統中問題的分析，我們可在以上不間斷調壓供氣的基礎上設計出調壓自動選路系統。自動選路系統是一用一備調壓結構的升級系統，主要用於(yú)實現當運行路發生故障，令運行路上的超壓切斷閥發生作用，将運行路關上時，備用路能自動投人運行，並(bìng)且出口壓力上升時，備用路上的超壓切斷閥不可發生作用，是對上述一用一備調壓系統缺陷的補充和完善。
      自動選路系統的設計是建立在一用一備調壓結構基礎上的，還可以應用於(yú)多路調壓的結構，主要應用在對供氣要求較高的場所，以保證供氣的連續不間斷性。對於(yú)單路調壓或者一用一旁通的調壓結構，不存在備用路切斷閥誤切斷的問題。如上文所述，一用一備結構由兩路完全相同設計的調壓路並(bìng)聯構成，工作路和備用路均由截斷閥、過濾器、緊急切斷閥、調壓器組成，自動選路系統的設計並(bìng)不會改變這樣的結構，所謂自動選路系統，隻是在一用一備調壓結構的基礎上通過增加自動選路設備來實現。
      調壓自動選路設計的靈感來自於軸流式調壓器的進口壓力和控制壓在調壓器關閉時相等，在調壓器運行時存在著(zhe)壓差。自動選路設計多數應用於間接作用式調壓器，間接作用式調壓器是利用出口壓力變化，經指揮器放大後來控制驅動器帶動調節元件運動的調壓器，軸流式調壓器便是間接作用式調壓器的一種。爲瞭(le)簡單的說明自動選路的工作原理，我們仍然以軸流式調壓器爲例來探讨調壓系統自動選路的應用和實踐。自動選路調壓系統如圖 2 所示。

     軸流式調壓器的主要調壓原件爲套環，當調壓器處於(yú)關閉(bì)狀态時，套環背面的控制壓力與人口壓力相等，迫使套環緊貼在人口栅欄上，關閉(bì)氣體的流通途徑；當下遊用氣時，由指揮器控制的控制壓力降低，人口壓力大於(yú)控制壓力，於(yú)是撐開套環形成流通途徑，向下遊供氣。控制壓力的大小由指揮器感應下遊的用氣狀況自動進行控制，以保證下遊壓力穩定在我們的設定值要求之内，但無論控制壓力如何變化，在調壓器運行時，它都是小於(yú)人口壓力的。
      利用這一特點，我們可以在緊急切斷閥的感應管上加裝一個自動選路指揮器（Stream Select Pi - lot ) ，這種指揮器的特點是雙層皮膜，感應下遊壓力的氣流從兩層皮膜中間的流孔流過，上下兩個皮膜室相互獨立，並(bìng)且分别跟調壓閥的高壓側(cè)（人口壓力）和低壓側(cè)（控制壓力，即套環背面的壓力）相接，由它們之間的壓差來控制自動選路指揮器流孔的開和關。選路指揮器的出口接緊急切斷感應口，人口接調壓閥下遊主管道感應點。
      對於(yú)備(bèi)用路的調壓器，因爲沒有氣體流動，故套環兩側壓力相等，即人口壓力與控制壓力相等，選路指揮器兩個皮膜室内壓力亦相等，緻相互抵消對選路指揮器内閥盤與閥座施加的力量，經過對選路指揮器的彈簧的設定，使閥盤與閥座處於(yú)關閉狀态，流孔不流通，使主管線的壓力訊号無法到達緊急切斷閥的感應部件，因此，即使下遊主管線處於(yú)超壓狀态，備(bèi)用路的緊急切斷閥仍不會關閉。由於(yú)工作路調壓器處於(yú)運行狀态，選路指揮器的流孔打開，緊急切斷閥可以感應到下遊壓力的變化，當下遊壓力超高時，便會做出緊急切斷的動作。
      所謂的調壓器自動選路系統，其實就是由選路指揮器與調壓器配合構成的，在組成上結構簡單，成本低廉，由於(yú)自動選路系統的存在，工作路和備(bèi)用路安全截斷閥的切斷點不僅可以設定爲相同值，即使工作路調壓器故障，造成下遊壓力驟然升高，無論如何，備(bèi)用路緊急切斷閥都因爲無法感應下遊壓力的變化不會做出緊急切斷的動作，隻有當下遊繼續用氣，下遊壓力降低至備(bèi)用路開始啓動進行供氣，備(bèi)用路的緊急切斷閥才能夠感應到下遊壓力的變化。
      自動選路的存在，對於我們實現調壓站無人值守有著(zhe)非常重要的意義，是對一用一備結構供氣的完善和補充，充分發揮瞭(le)一用一備供氣結構的優勢，同時彌補瞭(le)這種供氣結構的不足之處。切斷閥緊急切斷以後，還可以遠傳報警信号，自動選路設計将保證我們能夠獲得備用路的支持，爲我們趕赴現場進行工作路的維護維修提供充裕的時間。