HGT20570.15-1995管路限流孔板的设置.pdf 18页

'中华人民共和国行业标准HG国际通用设计体制和方法HG/T20570一95工艺系统工程设计技术规定1996一05一02发布1996一09一01实施中华人民共和国化学工业部发布 中华人民共和国行业标准工艺系统工程设计技术规定HG/T20570一95主编单位:化工部工艺系统设计技术中心站批准部门:化学工业部实施日期:一九九六年九月一日化口‘部口二尾是建设标准编辑中A绍1996北京 管路限流孔板的设置HG/T20570.15一95编制单位:中国寰球化学工程公司批准部门:化学工业部实施日期:一九九六年九月一日 编制人:中国寰球化学工程公司吕文璞审核人:中国寰球化学工程公司汪清裕化工部工艺系统设计技术中心站龚人伟 1应用范围1.0.1限流孔板设置在管道中用于限制流体的流量或降低流体的压力。限流孔板应用于以下几个方面:1.0.1.1工艺物料需要降压且精度要求不高。1.o.1.z在管道中阀门上、下游需要有较大压降时，为减少流体对阀门的冲蚀，当经孔板节流不会产生气相时，可在阀门上游串联孔板。1.0.1.3流体需要小流量且连续流通的地方，如泵的冲洗管道、热备用泵的旁路管道(低流量保护管道)、分析取样管等场所。1.0.1.4需要降压以减少噪声或磨损的地方，如放空系统。1.0.2本规定除注明外，压力均为绝对压力。 2分类及选型要点2.0.1分类限流孔板按孔板上开孔数分为单孔板和多孔板;按板数可分为单板和多板。2.0.2选型要点2.0.2.1气体、蒸汽为了避免使用限流孔板的管路出现噎塞流，限流孔板后压力(尸2)不能小于板前压力〔P,)的55%，即P,>0.55P,，因此当P2G0.55P，时，不能用单板，要选择多板，其板数要保证每板的板后压力大于板前压力的55铸。2.0.2.2液体(1)当液体压降小于或等于2.5MPa时，选择单板孔板。(2)当液体压降大于2.5MPa时，选择多板孔板，且使每块孔板的压降小于2.5MPa.2.0.3孔数的确定2.0-3.1管道公称直径小于或等于150mm的管路，通常采用单孔孔板;大于150mm时，采用多孔孔板。2.0.3.2多孔孔板的孔径(do)，一般可选用12.5mm,20mm,25mm,40mm.在计算多孔孔板时，首先按单孔孔板求出孔径(d)，然后按式(2.0.3)求取选用的多孔孔板的孔数(N)aN=d2/d若(2.0.3)式中N—多孔限流孔板的孔数，个;d—单孔限流孔板的孔径，m;do—多孔限流孔板的孔径，m, 3计算方法3.0.1单板孔板3.0.1.1气体、蒸汽(1)气体、蒸汽的单板孔板按式(3.0.1一1)计算:Wr’一一4，3口.·7‘8。.C勺.、.,:o.P“,Iq八"ZMT)沪(、kk一1)了「‘(、PPZ,)k一一(、PP,,)"一1J(、3一.’。一.’:‘一1)式中W—流体的重量流量,kg/h;C—孔板流量系数，由R。和do/D值查图6.0.1;do—孔板孔径,m;D—管道内径，m;P,—孔板前压力，Pa;尸2—孔板后压力或临界限流压力，取其大者，Pa;M—分子量;Z—压缩系数，根据流体对比压力(P,)对比温度T，查气体压缩系数图求取;T—孔板前流体温度，K;k—绝热指数，k二Cv/C};Cp-流体定压热容，kJ/(kg·K);C}—流体定容热容，kJ/(kg·K)。(2)临界限流压力(P,)的推荐值饱和蒸汽:P,二。.58P,过热蒸汽及多原子气体:P,=O.55P,空气及双原子气体:P}=O.53P,上述三式中P:为孔板前的压力。3.0.1.2液体液体的单板孔板按式((3.0.1一2)计算:62一128.45·C·*俘(3.0.1一2)式中 Q—工作状态下体积流量，m"/h;C—孔板流量系数，由Re值和do/D查图6.0.1求取;do—孔板孔径，m;ZIP—通过孔板的压降，Pa;Y—工作状态下的相对密度，(与4℃水的密度相比)。3.0.2多板孔板3.0.2.1气体、蒸汽(1)先计算出孔板总数及每块孔板前后的压力(见下图)P,P;P;几一，凡代_，代_、~一州!卜一月I卜刁f--刊门一一j升-刊!卜一月!}—以过热蒸汽为例:尸;=0.55P,P2=0.55P",P2=0.55P._,P2=(0.55)"P,n=份(P,/P,)/LgO.55=一3.851g(P2/P,)(3.0.2一1)n圆整为整数后重新分配各板前后压力，按式(3.0.2-2)求取某一板的板后压Pm=(尸2/尸1)‘/”·P;"_,0.0.2一2)式中—总板数;—多板孔板第一块板板前压力，Pa;尸2—多板孔板最后一块板板后压力，Pa;凡—多板孔板中第、块板板后压力，Pa;(2)根据每块孔板前后压力，计算出每块孔板孔径，计算方法同单板孔板。同样n圆整为整数后，重新分配各板前后压力。3.0.2.2液体(1)先计算孔板总数(n)及每块孔板前后的压力448 按式(3。.2-3)计算出n，然后圆整为整数，再按每块孔板上压降相等，以整数(n)来平均分配每板前后压力:P,一P2(3.0.2一3)n=2丁亏X106式中、、尸，、尸。定义同前。(2)计算每块孔板孔径，计算方法同单板孔板计算法。3.0-3气一液两相流先分别按气一液流量用各自公式计算出d,.和dv，然后以下式求出两相流孔板孔径:d=丫d;+d,"(3.0.3)式中d—两相流孔板孔径，m;dL-液相孔板孔径,m;d}—气相孔板孔径，m。3.0.4限流作用的孔板计算按式(3.0.1一1)或式(3.0.1一2)或式(3.0.3)计算孔板的孔径(do),然后根据do/D值和k值由表6.0.2查临界流率压力比(长)，当每块孔板前后压力比Pz/P,(Y。时，可使流体流量限制在一定数值，说明计算出的d。有效，否则需改变压降或调整管道的管径，再重新计算，直到满足要求为止。 4计算实例4.0.1有一股尾气经孔板降压后去燃料气管网，气体组成如下:组成CH,H2N,ArNH3V%6.0963.3829.081.430.02气体流率3466kg/h，气体绝对压力10.3MPa,温度为570C，降压前气体粘度为1.305X10-SmPa"s，降压后气体绝对压力为2.OMPa，降压前管子内径D=38.lmm，计算限流孔板尺寸。解:按式(3.0.2一1)计算所需孔板数总板数n=一3.851g(P2/P,)=一3.851g(2.0/10.3)=2.74取n二3再按式(3.0.2一2)计算:Pm=(P,/Pi)Y-Pm-P;=(2.0/10.3)%10.3=5.96MPaP2=(2.0/10.3)%5.96=3.45MPaP2=(2.0/10.3)y3.45=2.OOMPa按式(3.0.1一1)计算第一块孔板:孔径Wd蕊=—43.78·C·P,(ZT)(kl)[(P,)ZiF一(P,)k-+_}已知:P=10.3X106PaW二3466kg/hM=11.0T=330K计算Z和k值 Ar﹀孟L迅z孟组成CH,HEN,中15J0亡.川190.733.3126.2任J).T,(K)，1引1读P,(MPa)4.641.303.394.86上.]日内涟01.331.41.411.67.、混合气体:T}=71.66K,P,=2.16MPa取混合气体:k=1.4对比温度:T,=330/71.66=4.6对比压力:P,=10.3/2.16=4.77根据P=T，查气体压缩系数图得Z=1.08质量流速:G=3466/(3600X0.785X0.0381")二844.9kg/m"一粘度:,u=1.305X10-"mPa·s,D=0.0381m_DG0.0381X844.9找e牛—=-艺一艺厂丁二二尸丁二气万二几尸产1.J05入10=2.5X106do=3466/43.78XCX10.3X106d,"=9.256X10-"/C设C=O.60，求得do=12.4mm取4=12.5mm,4/D=12.5/38.1=0.328由图6.0.1查得C=O.6010.60，这说明求得的do=12.5mm有效。第二块板:对比压力P,=5.96/2.16=2.76假定T,不变，根据P,,T，查气体压缩系数图，查得Z=1.04;k=1.4为简化计算，假定气体粘度不变，则Re=2.5X106将有关数据代入求取do的公式中得到d若=3466/43.78XCX5.96X106d吕二1.557X10-"/C设C=O.61，得d.=0.01598m，取d。二16mm,4/D=0.42查图6.0.1:Re=2.5X106db/D二0.42得C=O.61，这说明取do=16mm有效。451 第三块板;对比压力P,=3.45/2.16=1.597假设T,不变，根据P=T,查气体压缩系数图，得气体压缩系数Z=1.0;取k=1.4.假定气体粘度不变，则Re=2.5X106磷=3466/43.78XCX3.45X106/‘一卫一、(1=4)F(=20)IN一。2.q)2_1.a4,V"1X330""0.4‘’3.45"’3.45一‘求得d。二2.61X10-4/C设C=O.63,4=0.02035m取do=20mm,do/D=O.525查图6.0.1:Re=2.5X106,do/D=O.525得C=O.63，这说明取do=20mm有效。4.0.2已知某脱碳溶液，流量为1150m"/h，采用限流孔板降压，降压前绝对压力为P;二2.O6MPa，降压后绝对压力为P2=0.74MPa，管道内径为D=509mm,溶液温度t二110"C，粘度为0.56X10-"mPa·s，相对密度Y=1.24，求此限流孔板孔径:解:,}IP=2.06一0.74=1.32MPa<2.5MPa因此选用单板限流孔板。溶液质量流速G(kg/m2·s)为:_1150只1240，。，，，}"=3600X0.785X0.5092一nf4l.tKg/m-’“0.509X1947.7=1.77X106一0.56X10-"采用式(3.0.1一2):Q=128.45XCXdo漂1150=128.45XCXd吕FL1.33122.XX241l0"磷-8.68XIO-"/C设C=O.595则禹=0.12mdo/D=0.12/0.509=0.2358由图6.0.1查得C=O.595,C值选取合适，这说明do=0.12m有效(单孔、单板)若选用多孔孔板，取孔径为0.02m，则总孔数为:N=(0.12)"/(0.02)2=36个。 5计算表和限流孔板汇总表5.0.1限流孔板计算表限流孔板计算表见表5.0.i5.0.2限流孔板汇总表限流孔板汇总表的用途和表格格式见行业标准《工艺系统专业提交文件内容的规定})(HG20558.2一93)中规定的“限流孔板汇总表编制说明”。 限流孔板计算表表5.0.1工程工程号装置限流孔板计算表第页共页车间或工段(区)_限流孔板位号PI图图号液体气体管道编号管道类别:表号或外径X壁厚介质流量液体(Q)m"/h气体(W)kg/h孔板流量系数(C)液体密度印)kg/m"分子量(M)压缩系数(Z)孔板前温度(T)K绝热指数(k)粘度(l")mPa·s板数第一块板第二块板第三块板第四块板第五块板第一块板第二块板第三块板第四块板第五块板孔板允许压差(AP)kPa孔板前绝压(P,)kPa孔板后绝压(PZ)kPa开孔数计算孔径mm选用孔径mm管路示意图险州版次日jo或陶制修改睡树审树454 6附图和附表6.0.1限流孔板的流量系数限流孔板的流量系数(C)与Re,daID关系见图6.0.1所示。 CID"ID"10"厂厂厂日厂吕」叮田k-州「I一-.叫口I-,-日日de/D日/一{用、0.80矛州.口.厂目目0.75几声"I尸户尸口干从re卜叫0.70沙产}}口口门口口.口一丁0.65漱了几勺、.丫日目产竺门产，‘;D.6。:于产口一闪了{丁叮0.50士不歌忿日、、小叮洲.，.门{不石而子裁笋户........一:山、、、卜日‘二石..‘.~自~翩尸幕熟目田.、~乏_J工玉尸....，肠..目巨，.‘尸落王膨界do0/.D40今冷{r一处.一刁一毛疆2}一0.30粼一笋睡!仁厂田压门Re(以D为基准的雷诺数)卜一一一I「一II!1II!}卜竺卜干不月汗】、{{{{!】一{11!{!!洲困日}1一}}!}日{}以一习1州洲、~.口}}}}1}_}、、口{{，日川口n}一}’1︵q、、比一门卜洲...口，口日}}}11︶五{}医川}!!{巨下日1一即卜、比〕什附匕‘}}111}}如I!—I{{}{){显卜、口个什份口}}})){!即}一「一},曰1{一ll岸〔二)}!}}I乍~口寸什附}}二}{{II{{二(一吮-于，，，，1r一一;‘」上上上{1{}{!}I1二二}I{}}{}l‘}一斗+十十rr十-一件一十州叶，寸rr-流向一注]1111111ll1)i)}1ll.1一】竺甲尸护宁中扭冲卜..甲匕竺竺~十十州叶洲-D-管道内直径;do—孔板孔径。Re(以D为基准的雷诺数)图6.0.1限流孔板C一Re一dolD关系图456 6.0.2临界流率压力比(Y})临界流率压力比(Y,)与流体绝热指数(k)及孔板孔径(do)和管道内直径(D)的关系见表6.0.2, Y,-k一禹/D关系表xo表‘.02石一C,C丫1.051.101.151.201.251.301.351.401.451.500.050.59540.58470.57440.56450.55490.54570.53690.52830.52000.51200.100.59540.58470.57440.56450.55490.54570.53690.52830.52000.51200.150.59540.58470.57440.56450.55500.54580.53690.52830.52010.51210.200.59560.58490.57460.56470.55510.54590.53700.52850.52020.51220.250.59580.58510.57480.56490.55540.54620.53730.52880.52050.51250.300.59630.58560.57530.56540.55590.54670.53780.52930.52100.51300.350.59710.58640.57620.56630.55670.54760.S又只70_5凡n夕Q_52190‘51390.400.59830.58770.57740.56760.SSRo0.54890.54000.53150.52320.57530.450.60010.58950.57930.56940.56000.55080.54200.53350.52520.51730.500.60270.59210.58190.57210.56270.55360.54480.53630.52810.52010.550.60620.59570.58560.57580.56640.55740.54860.54010.53200.52410.600.61110.60060.59060.58090.57150.56250.55380.54540.53730.52940.650.61750.60720.59730.58770.57840.56950.56090.55250.54450.53670.700.62620.61600.60620.59680.58770.57880.57030.56210.55410.5464一一.一一一一一-一一.一一--一一-.-一一一t一9Cvdo/D二1.551.601.651.701.751.801.851.901.952.000.050.50430.49680.48950.48250.47570.46900.46260.45640.45030.44440.100.50430.49680.48950.48250.47570.46910.46260.45640.45030.44450.150.50430.49680.48960.48250.47570.46910.46270.45650.45040.44450.200.50450.49700.48970.48270.47590.46930.46280.45660.45050.44470.250.50480.49730.49000.48300.47620.46960.46310.45690.45080.44500.300.50530.49780.49060.48350.47670.47010.46370.45750.45140.44550.350.50620.49870.49140.48440.47760.47100.46460.45840.45230.44640.400.50750.50010.49280.48580.47900.47240.46600.45980.45370.44790.450.50960.50210.49490.48790.48110.47450.46810.46190.45580.45000.500.51240.50500.49780.49080.48400.47740.47110.46480.45880.45300.550.51640.50900.50180.49480.48810.48150.47520.46900.46300.45710.600.52180.51440.50730.50040.49360.48710.48080.47460.46860.46280.650.52910.52180.51470.50780.50110.49460.48830.48220.47620.47040.700.53890.53170.52470.51780.51120.50480.49850.49240.48650.4807注O;P,/P,镇0.63管道大小不限，见3.0.4规定。0.2