HGT 20570.15-1995 管路限流孔板的设置.pdf

中华人民共和国行业标准HG国际通用设计体制和方法H G/T 2 0 5 7 0 一9 5工 艺 系统 工程 设 计 技 术 规 定1 9 9 6 一0 5 一0 2 发布1 9 9 6 一0 9 一0 1 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/T 2 0 5 7 0 一9 5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1 9 9 6北京管路限流孔板的设置HG/T 2 0 5 7 0.1 5 一9 5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5 5%，即P,0.5 5 P,，因此当 P 2 G0.5 5 P，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5 5 铸。2.0.2.2 液体 (1)当液体压降小于或等于2.5 M P a 时，选择单板孔板。(2)当液体压降大于2.5 MP a 时，选择多板孔板，且使每块孔板的压降小于 2.5 MPa.2.0.3 孔数的确定 2.0-3.1 管道公称直径小于或等于1 5 0 m m的管路，通常采用单孔孔板;大于1 5 0 m m时，采用多孔孔板。2.0.3.2 多孔孔板的 孔径(d o)，一般可选用1 2.5 m m,2 0 m m,2 5 m m,4 0 m m.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=d 2/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;d o 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:W 一 4 3.7 8.C.、:.P,八 M)(k)(P Z)k 一(P,)1(3.。.:一 1)r 一，口 。勺.,o“Iq Z T沪、k 一1 了 、P,一、P,一J、一 一 式中 W 流体的重量流量,k g/h;C 孔板流量系数，由R。和d o/D值查图6.0.1;d o 孔板孔径,m;D管道内径，m;P,孔板前压力，P a;尸 2 孔板后压力或临界限流压力，取其大者，P a;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 C v/C ;C p-流 体定压 热容，k J/(k g K);C 流 体定容 热容，k J/(k g K)。(2)临界限流压力(P,)的推荐值 饱和蒸汽:P,二。.5 8 P,过热蒸汽及多原子气体:P,=O.5 5 P,空气及双原子气体:P =O.5 3 P,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 1 2 8.4 5 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R e 值和d o/D查图 6.0.1 求取;d o 孔板孔径，m;ZI P 通过孔板的压降，P a;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;=0.5 5 P,P 2=0.5 5 P,P 2=0.5 5 P._,P2=(0.5 5)P,n=份(P,/P,)/L g O.5 5 =一3.8 5 1 g(P 2/P,)n圆整为整数后重新分配各板前后压力，按式(3.0.(3.0.2一 1)2-2)求取某一板的板后压P m=(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，P a;尸 2 多板孔板最后一块板板后压力，P a;凡 多板孔板中 第、块板板后压 力，P a;(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 4 4 8 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P2n=2 丁 亏 X 1 0 6(3.0.2 一 3)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 d v，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;d L-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(d o),然后根据d o/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 P z/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C H,H2 N,Ar NH3 V%6.0 9 6 3.3 8 2 9.0 8 1.4 3 0.0 2 气体流率3 4 6 6 k g/h，气体绝 对压力1 0.3 MP a,温度为5 7 0C，降压前 气体粘 度为1.3 0 5 X 1 0-S m P a s，降压后气体绝对压力为 2.O MP a，降压前管子内径 D=3 8.l m m，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=一3.8 5 1 g(P 2/P,)=一3.8 5 1 g(2.0/1 0.3)=2.7 4 取n 二3 再按式(3.0.2 一2)计算:P m=(P,/P i)Y-P m-P;=(2.0/1 0.3)%1 0.3=5.9 6 M P a P 2=(2.0/1 0.3)%5.9 6=3.4 5 M P a P 2=(2.0/1 0.3)y 3.4 5=2.O O MP a按式(3.0.1 一1)计算第一块孔板:孔径 W d蕊=4 3.7 8 C P,已知:P=1 0.3 X 1 0 6 P a W二3 4 6 6 k g/h M=1 1.0 T=3 3 0 K计算 Z和 k 值(ZT)(k k l)(P,)ZiF一(P,)k-+_ 迅川引涟L中.).读内0孟孟亡J.日、01上.zJ任，1Ar151组成T,(K)C H,1 9 0.7HE3 3.3 N,1 2 6.2P,(MP a)4.6 4 1.3 01.3 3 1.43.3 91.4 14.861.6 7混合气体:T =7 1.6 6 K,P,=2.1 6 MP a取混合气体:k=1.4对比温度:T,=3 3 0/7 1.6 6=4.6对比压力:P,=1 0.3/2.1 6=4.7 7根据P T，查气体压缩系数图得Z=1.0 8质量流 速:G=3 4 6 6/(3 6 0 0 X 0.7 8 5 X 0.0 3 8 1 )二 8 4 4.9 k g/m 一粘度:,u=1.3 0 5 X 1 0-m P a s,D=0.0 3 8 1 m_DG 0.0 3 8 1 X 8 4 4.9找 e 牛=-艺一艺厂 丁 二 二 尸 丁 二 气 万 二 几 尸 产1.J 0 5 入 1 0=2.5 X 1 0 6d o=3 4 6 6/4 3.7 8 X C X 1 0.3 X 1 0 6 d,=9.2 5 6 X1 0-/C 设C=O.6 0，求得d o=1 2.4 m m 取 4=1 2.5 mm,4/D=1 2.5/3 8.1=0.3 2 8 由图6.0.1 查得 C=O.6 0 1 0.6 0，这说明求得的d o=1 2.第二块板:对比压力 P,=5.9 6/2.1 6=2.7 6 假定 T,不变，根据 P,T，查气体压缩系数图，查得 Z=1.为 简化计算，假定气体粘度不变，则R e=2.5 X 1 0 6 将有关数据代入求取 d o 的公式中得到5 mm有效。0 4;k=1.4d 若=3 4 6 6/4 3.7 8 X C X 5.9 6 X 1 0 6d 吕 二1.5 5 7 X 1 0-/C设 C=O.6 1，得 d.=0.0 1 5 9 8 m，取d。二1 6 m m,4/D=0.4 2查图6.0.1:R e=2.5 X 1 0 6 d b/D二0.4 2 得 C=O.6 1，这说明取 d o=1 6 m m有效。4 5 1第三块板;对比压力 P,=3.4 5/2.1 6=1.5 9 7 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R e=2.5 X 1 0 6磷=3 4 6 6/4 3.7 8 XC X 3.4 5 X 1 0 6求得d。二 2.6 1 X 1 0-4/C设 C=O.6 3,4=0.0 2 0 3 5 m取 d o=2 0 mm,d o/D=O.5 2 5/一 卫一、(1=4)F(2=0)IN 一。2.q)2_ a,)1.4V 1X3 3 0 0.4 3.4 5 3.4 5一 查图6.0.1:R e=2.5 X 1 0 6,d o/D=O.5 2 5 得 C=O.6 3，这说明取 d o=2 0 m m有效。4.0.2 已 知某脱碳溶液，流量为1 1 5 0 m /h，采用限流孔板降压，降压前绝对压力为P;二2.O 6 MP a，降压后绝对压力为P 2=0.7 4 M P a，管道内 径为D=5 0 9 m m,溶液温度t 二 1 1 0 C，粘度为0.5 6 X 1 0-m P a s，相对密度Y=1.2 4，求此限流孔板孔径:解:,I P=2.0 6 一0.7 4=1.3 2 MP a 2.5 MP a 因此选用单板限流孔板。溶液质量流速G(k g/m 2 s)为:_1 1 5 0只 1 2 4 0，。，=3 6 0 0 X 0.7 8 5 X 0.5 0 9 2 一n f 4 l.t K g/m-“0.5 0 9 X 1 9 4 7.7一 0.5 6 X 1 0-=1.7 7 X 1 0 6采用式(3.0.1 一2):Q=12 8.4 5 X C X d o 漂1 1 5 0=1 2 8.4 5 X CX d 吕磷-8.6 8 XI O-/CL.3 2F 1.3 2 X 10X l11.24设C=O.5 9 5 则禹=0.1 2 m d o/D=0.1 2/0.5 0 9=0