1、精選優質文檔-傾情為你奉上I 第一種 管路限流孔板的設置1. 總則1.1 目的化工廠、石油化工廠裝置管路的限流孔板設置在管道上，用于限制流體的流量或降低流體的壓力。1.2 范圍管路的限流孔板應用于以下幾個方面：限流孔板為一同心銳孔板，用于限制流體的流量或降低流體的壓力。流體通過孔板就會產生壓力降，通過孔板的流量則隨壓力降的增大而增大。但當壓力降超過一定數值，即超過臨界壓力降時，不論出口壓力如何降低，流量將維持一定的數值而不再增加。限流孔板就是根據這個原理用來限制流體的流量或降低流體的壓力。1.2.1工藝物料需要降壓且精度要求不高。1.2.2在管道中閥門上、下游需要有較大壓降時，為減少流體對閥門

2、的沖蝕，當經孔板節流不會產生氣相時，可在閥門上游串聯孔板。1.2.3流體需要小流量且連續流通的地方，如泵的沖洗管道、熱備用泵的旁路管道（低流量保護管道）、分析取樣管等場所。1.2.4需要降壓以減少噪聲或磨損的地方，如放空系統。1.3 編制依據：化學工程學會工藝系統工程設計技術規定HG/T20570.15-1995第15篇管路限流孔板設置。*本規定除注明外，壓力均為絕對壓力。2 分類及選型要點2.1 分類限流孔板按孔板上開孔數分為單孔板和多孔板；按板數可分為單板和多板。2.2 選型要點2.2.1氣體、蒸汽為了避免使用限流孔板的管路出現噎塞流，限流孔板后壓力（P2）不能小于板前壓力（P1）的55%

3、，即P20.55P1，因此當P2<0.55P1時，不能用單板，要選擇多板，其板數要保證每板后壓力大于板前壓力的55%。2.2.2液體2.2.2.1當液體壓降小于或等于2.5MPa時，選擇單板孔板。2.2.2.2當液體壓降大于2.5MPa時，選擇多板孔板，且使每塊孔板的壓降小于2.5MPa。2.3 孔數的確定2.3.1管道公稱直徑小于或等于150mm的管路，通常采用單孔孔板；大于150mm時，采用多孔孔板。2.3.2多孔孔板的孔徑（do），一般可選用12.5mm,20mm,25mm,40mm。在計算多孔孔板時，首先按單孔孔板求出孔徑（d），然后按式（2.3）求取選用的多孔孔板的孔數（N）。

4、 （2.3）式中 N多孔限流孔板的孔數，個； d單孔限流孔板的孔徑，m； do多孔限流孔板的孔徑，m；3 計算方法3.1 單板孔板3.1.1 氣體、蒸汽3.1.1.1 氣體、蒸汽的單板孔板按式(3.1-1)計算： (3.1-1)式中 W流體的重量流量，kg/h； C孔板流量系數，由Re和d0/D值查圖6.1； do孔板孔徑，m；D管道內徑，m； P1孔板前壓力，Pa； P2孔板后壓力或臨界限流壓力，取其大者，Pa； M分子量； Z壓縮系數，根據流體對比壓力(Pr)對比溫度Tr查氣體壓縮系數圖求??； T孔板前流體溫度，K； K絕熱指數，k=Cp/Cv；CP流體定壓比熱容，kJ/(kg·

5、K)；CV流體定容比熱容， kJ/(kg·K)。3.1.1.2 臨界限流壓力(Pc)的推薦值 飽和蒸汽：Pc=0.58P1 過熱蒸汽及多原子氣體：Pc=0.55P1 空氣及雙原子氣體：Pc=0.53P1 上述三式中P1為孔板前的壓力。3.1.2 液體 液體的單板孔板按式(3.1-2)計算： (3.1-2)式中 Q工作狀態下體積流量，m3/h； C孔板流量系數，由Re值和d0/D查圖6.1求??； do孔板孔徑，m；P通過孔板的壓降，Pa； g工作狀態下的相對密度，(與4水的密度相比)。3.2 多板孔板3.2.1 氣體、蒸汽3.2.1.1 先計算出孔板總數及每塊孔板前后的壓力(見下圖)以

6、過熱蒸汽為例： P/1=0.55P1 P/2=0.55P/1 P2=0.55P/n-1P2=(0.55)nP1n=lg(P2/P1)/lg0.55 =-3.85lg(P2/P1) (3.2-1)n圓整為整數后重新分配各板前后壓力，按式(3.2-2)求取某一板的板后壓力： (3.2-2)式中 n總板數；P1多板孔板第一塊板板前壓力，Pa；P2多板孔板最后一塊板板后壓力，Pa；多板孔板中第m塊板板后壓力，Pa；3.2.1.2 根據每塊孔板前后壓力，計算出每塊孔板孔徑，計算方法同單板孔板。同樣n圓整為整數后，重新分配各板前后壓力。3.2.2 液體3.2.2.1 先計算孔板總數(n)及每塊孔板前后的壓

7、力 按式(3.2-3)計算出n，然后圓整為整數，再按每塊孔板上壓降相等，以整數(n)來平均分配每板前后壓力： (3.2-3)式中n、P1、P2定義同前。3.2.2.2 計算每塊孔板孔徑，計算方法同單板孔板計算法。3.3 氣-液兩相流 先分別按氣-液流量用各自公式計算出dL和dv，然后以下式求出兩相流孔板孔徑： (3.3)式中 d兩相流孔板孔徑，m； dL液相孔板孔徑，m； dV氣相孔板孔徑，m；3.4 限流作用的孔板計算按式(3.1-1)或式(3.1-2)或式(3.3)計算孔板的孔徑(d0)，然后根據d0/D值和k值由表6.2查臨界流率壓力比(gc)，當每塊孔板前后壓力比P2/P1gc 時，可

8、使流體流量限制在一定數值，說明計算出的d0有效，否則需改變壓降或調整管道的管徑，再重新計算，直到滿足要求為止。3.5 孔板厚度計算當流體溫度小于375時 當流體溫度大于375時 式中 H孔板厚度，毫米； P孔板壓降，公斤/厘米2； D管子內徑，毫米；允許應力，公斤/厘米2；撓度系數。鋼材的撓度系數按公式8-5進行計算； （8-5）式中 m銳孔面積與管子截面積之比。當已知值時，可從表3-1直接查出值。表3-1撓度系數 4 計算實例例1. 有一股尾氣經孔板降壓后去燃料氣管網，氣體組成如下：組成CH4H2N2ArNH3V%6.0963.3829.081.430.02 氣體流率3466kg/h，氣體絕

9、對壓力10.3MPa，溫度為57，降壓前氣體粘度為1.305´10-5mPa·s，降壓后氣體絕對壓力為2.0MPa，降壓前管子內徑D=38.1mm，計算限流孔板尺寸。 解：按式(3.2-1)計算所需孔板數 總板數 n=-3.85lg(P2/P1) =-3.85lg(2.0/10.3) =2.74 取 n = 3 再按式(3.2-2)計算： 按式(3.1-1)計算第一塊孔板： 孔徑 已知： P=10.3´106Pa W=3466kg/h M=11.0 T=330K計算Z和k值組 成CH4H2N2ArNH3Tc(K)190.733.3126.2151405.6Pc(M

10、Pa)4.641.303.394.8611.40k1.331.41.411.671.34混合氣體：Tc=71.66K，Pc=2.16MPa 取混合氣體：k=1.4 對比溫度：Tr=330/71.66=4.6 對比壓力：Pr=10.3/2.16=4.77 根據Pr、Tr查氣體壓縮系數圖得Z=1.08 質量流速：G=3466/(3600´0.785´0.03812)=844.9kg/m2·s 粘度：m=1.305´10-5mPa·s，D=0.0381m 設C=0.60，求得d0=12.3mm 取d0=12.5mm，d0/D=12.5/38.1=0.

11、328 由圖6.1查得C=0.601»0.60，這說明求得的d0=12.5mm有效。第二塊板： 對比壓力Pr=5.96/2.16=2.76 假定Tr不變，根據Pr、Tr查氣體壓縮系數圖，查得Z=1.04；k=1.4 為簡化計算，假定氣體粘度不變，則Re=2.5´106將有關數據代入求取的公式中得到 設C=0.61，得d0=0.01589m，取d0=16mm，d0/D=0.42 查圖6.1：Re=2.5´106 d0/D=0.42 得C=0.61，這說明取d0=16mm有效。第三塊板： 對比壓力Pr=3.45/2.16=1.597 假定Tr不變，根據Pr、Tr查氣體

12、壓縮系數圖，得氣體壓縮系數Z=1.0；取k=1.4。 假定氣體粘度不變，則Re=2.5´106求得d0=2.61´10-4/C 設C=0.63，d0=0.02035m 取d0=20mm，d0/D=0.525 查圖6.1：Re=2.5´106，d0/D=0.525 得C=0.63，這說明取d0=20mm有效。 采用限流孔板降壓計算 例2. 已知某脫碳溶液，流量為1150m3/h，采用限流孔板降壓，降壓前絕對壓力為P1=2.06MPa，降壓后絕對壓力為P2=0.74MPa，管道內徑為D=509mm，溶液溫度t=110，粘度為0.56´10-3mPa·

13、;s，相對密度g=1.24，求此限流孔板孔徑： 解：DP=2.06-0.74=1.32MPa2.5MPa 因此選用單板限流孔板。 溶液質量流速G(kg/m2·s)為： 采用式(3.1-2)： 設C=0.595則d0=0.12m d0/D=0.12/0.509=0.2358 由圖6.1查得C=0.595，C值選取合適，這說明d0=0.12m有效(單孔、單板)。 若選用多孔孔板，取孔徑為0.02m，則總孔數為：N=(0.12)2/(0.02)2=36個。5 計算表和限流孔板匯總表5.1 限流孔板計算表限流孔板計算表見表5.1。5.2 限流孔板匯總表 限流孔板匯總表的用途和表格格式見寧波工

14、程有限公司設計中心工藝系統專業提交文件內容的規定(T/ES-2005)中規定的“限流孔板匯總表編制說明”，匯總表詳見表5.2-1.示例見表5.2-2.表5.2-26 附圖和附表6.1 限流孔板的流量系數 限流孔板的流量系數(C)與Re、d0/D關系見圖6.1所示。圖6.1 限流孔板CRed0/D關系圖6.2 臨界流率壓力比(gc) 臨界流率壓力比(gc)與流體絕熱指數(k)及孔板孔徑(d0)和管道內直徑(D)的關系見表6.2。7.符號說明C孔板流量系數，由Re和d0/D值查圖6.1；CP流體定壓比熱容，kJ/(kg·k)；CV流體定容比熱容，kJ/(kg·k)；D管道內徑，

15、m；d單孔限流孔板的孔徑，m； 兩相流孔板孔徑，m； dL液相孔板孔徑，m； dV氣相孔板孔徑，m； dO多孔限流孔板的孔徑，m；孔板孔徑，m； N多孔限流孔板的孔數，個； n總板數； M分子量；P通過孔板的壓降，Pa； P1孔板前壓力，Pa； 多板孔板第一塊板板前壓力，Pa； P2孔板板后壓力或臨界限流壓力，取其大者，Pa； 多板孔板最后一塊板板后壓力，Pa；多板孔板中第m塊板板后壓力，Pa；Q工作狀態下體積流量，m3/h；W流體的重量流量，kg/h；Z壓縮系數，根據流體對比壓力(Pr)對比溫度(Tr)查氣體壓縮系數圖求??；T孔板前流體溫度，K；k絕熱指數，k=Cp/Cv；g工作狀態下的相對

16、密度，(與4水的密度相比)；II 第二種 管路限流孔板的設計方法表1 流量系數及膨脹系數圖5膨脹系數算圖（臨界流動時）例1一個用蒸汽的設備，水蒸汽流率為72公斤/時，新蒸汽壓力為36公斤/厘米2（表），蒸汽出口壓力為11.5公斤/厘米2，蒸汽管徑為DN20，管子表號為G30。計算限流孔板 解：按公式1驗算：例2加氫精制裝置的含氫氣由水洗塔出來后，經過孔板降壓，去燃料氣管網。含氫氣的組成如下：氣體流率480公斤/時，氣體出水洗塔的壓力為75公斤/厘米2（絕），溫度為38，降壓后壓力為5公斤/厘米2（絕），降壓前含氫氣管線為Dc25，管子表號為G80。計算限流孔板解：按公式1計算計算氣體的：氣體的分子量為在標準狀態下氣體條件下的流率換算為操作條件下的流率式中 Z壓縮系數，由氣體的臨界溫度Tc，臨界壓力Pc求得。計算如下：對比溫度對比壓力壓縮系數 驗算 氣體的絕熱系數如下：例2加氫精制裝置中精制油（汽油、柴油的混合油）由高壓分離器去低壓分離器，壓力由