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压缩空气流量计算公式
压缩空气流量计算公式：L=Av
& & & &L：流量&&A：管道压缩空气出口面积&v：管道中压缩空气平均流速
压缩空气从一根直径为16mm，压力为0.9mpa的管道中排出，如何计算此管道中压缩空气的流量大小？
& &假设，（1）流动阻力损失不计，（2）即压缩空气流至管口时，压力能全部转换为动能。
& &P=0.5&V2&
& &&---密度&1.19&&V2---速度平方&&P--静压（作用于物体表面）
& &v=sqrt(2*900/1.19)=38.89m/s
& &钢管外径为D=16mm，内径按d=12mm计算
& &L=Av=(&/4）&0.012&0.012&38.89=0.0044立方米/秒=15.834立方米/小时
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气体压强与流速的关系：气体的流速越大,压强越小.1 压 力　　根据工程热力学原理,临界压力Pc与进口压力P1(绝压)的比值称为临界压力比pβ,即β=Pc／P1　从此式可看出气体的临界压力比β只与气体的比热比n有关,气体的比热比可看作为一常数,不同类型气体的n值如下：　　对单原子气体,取n=1．67,则β=0．487,即Pc=0．487P1；　　对双原子气体,取n=1．40,则β=0．528,即Pc=0．528P1；　　对多原子气体,取n=1．30,则β=0．546,即Pc=0．546P1；　　故对于空气(双原子气体)Pc=0．528P1,对于燃气(多原子气体),Pc=O．546P1.燃气放散时出口截面处的压力为P2,外界压力为Po=O．1MPa,高、中压放散压力比较高,此状态下外界压力Po
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扫描下载二维码Bad Request (Invalid Hostname)输气管道站场泄放系统的计算
输气管道站场泄放系统的计算
摘 要：天然气长输管道站场放空系统的计算是站场设计的重要内容之一，本文主要从站场放空系统的重要性、放空系统的构成、放空系统中重要泄放装置的选型计算等几个方面来研究，并就该系统的完善给出了部分建议。关键词：天然气；站场；放空系统；计算；中图分类号：TK0 文献标识码：A 文章编号：（2014）-04-00253-02放空系统是天然气站场的重要系统之一，放空系统不仅可以在工程投产、维抢修时有组织的将管线和设备中的天然气引致放空立管或火炬，还可以在站场或上下游管线发生事故时及时泄放掉管线和设备内的天然气，以防止事故的滋生和蔓延。一、天然气长输管道站场放空系统计算的构成分解放空系统的计算为：设备、容器安全阀放空计算，站场事故放空计算，进出站管线放空计算，放空汇管尺寸计算，放空立管和放空火炬计算。（一）安全阀放空计算。放空系统中安全阀的计算主要是用来协助安全阀的选型，计算内容主要包括最大泄放量计算、安全阀喉管面积的计算。1、安全阀的选型计算。安全阀的选型计算可按照该思路进行：估算被保护设备、容器或管线的有效容积——依照API RP 521规定求解事故工况时允许的最小最大泄放量（15min内将设备或容器内的压力泄放至0.69MPa，具体计算可采用HYSYS、VISUAL FLOW等软件）——安全阀喉管面积计算（根据安全阀以允许的最大泄放量泄放时阀出口处马赫数不超过0.9反算喉管面积）——安全阀选型（依据计算喉管面积选择合适尺寸的安全阀）——校核采用所选安全阀时的最大泄放量和出口马赫数是否满足要求（若满足15min内可泄放至0.69MPa和出口处马赫数不超过0.9则计算结束，否则重新选型核算）。2、阀前管径计算。为了防止过大压损产生震动，造成对泄放装置的危害，需要限制该压损的大小。按照API RP520规定，该段压损不得高于安全阀设定压力的3%，以此为边界条件反算最大泄放量时可允许的最小阀前管径，但最终选取管径不得小于安全阀入口口径。3、阀后管径的计算。阀后管径的计算思路为：阀后允许背压大小的确定（依据选用安全阀的类型、设定压力及系统中其他有可能同时泄放的安全阀的设定压力合理确定。API RP521规定：在确定放空管系尺寸时，应使可能同时泄放的各安全阀后的累积回压在该安全阀定压的10%左右）——阀至放空终端间管线的允许压降（安全阀最大允许背压减去附加背压）——求得阀后管线允许最小管径（据该段管线的允许压降、最大泄放量和API中阀后出口管线流速低于1Ma、干管及总管流速低于0.7Ma的要求反算管径）——圆整计算管径并校核选用管径管线放空时阀后背压的实际值。（二）站场事故放空计算。站场发生重大事故时需要切断进出站管线，同时泄放站场内管线和设备的压力。站场事故放空计算主要包括站场BDV阀和阀后限流孔板的计算。1、BDV阀选型计算。BDV阀选型计算的关键在于阀口径的计算，而厂家在确定口径时需知道要求阀所具有的最大泄放量和以最大泄放量泄放时阀的流量系数（Cv值）。计算思路如下：站场有效容积的估算——利用HYSYS建立Depressing动态泄放模型——计算得出满足规范要求的最大泄放量和Cv值——选取满足要求的BDV阀——根据所选阀门的Cv值校核阀的最大流通量。2、限流孔板计算。限流孔板应用于以下几个方面：（a）工艺物料需要降压且精度要求不高；（b）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；（c）流体需要小流量且连续流通的地方；（d）需要降压以减少磨损或噪声的地方，如放空系统；（e）保证安全操作限流孔板选型的计算思路为：安装位置最大泄放量的确定（同BDV阀最大泄放量）——根据限流孔板前后压差选择孔板的形式（单板还是多板）——按照孔径计算公式计算限流孔板的孔径d0（公式可参照HGT-20570.15）——根据临界流率压力比（γe）—绝热指数（k）—孔径/管径（d0/D）关系表查得γe——判断孔板前后压力之比（P2/P1）与γe的相对大小（若P2/P1≤γe，则可使流量限定在一定数值，说明计算值d0有效，否则需调整压降或管径，重新计算。）——圆整孔径计算值。使用限流孔板降压时，为了避免使用限流孔板的管路出现噎塞流，限流孔板后压力不能小于板前压力的55%，否则选用多板，其板数要保证每块孔板的板后压力大于板前压力的55%（临界限流压力PC的推荐值：饱和蒸汽0.58P1；过热蒸汽及多原子气体0.55P1；空气及双原子气体0.53P1，P1为限流孔板前的压力。）3、限流孔板后管径计算。影响限流孔板后管径尺寸的主要因素是孔板后的压力、最大泄放量和管内允许的最大流速（API规定不大于0.7Ma）。在已知泄放量和管内允许流速后反算孔板后压力，只要压力不高于气体的临界流动压力即可。（三）进出站管线放空计算。进出站管线上BDV阀的选型同站场事故放空管线上BDV阀的计算，区别在于最大泄放量的确定，计算思路为：确定事故时所需BDV阀的最大泄放量（最大泄放量的确定跟站场与临近阀室间距、管线设计压力及允许事故泄放时间等有关，据西气东输一线运行经验，紧急情况下事故段线路管线需要在10-12h内完成泄放）——按最大泄放量和调节阀Cv值的计算公式计算所需Cv值——据计算Cv值和最大泄放量选择合适尺寸的BDV阀——校核选用该尺寸BDV阀时阀的最大泄放量、出口处流速和管线泄放所需时间。二、放空汇管尺寸计算放空汇管尺寸的计算主要受以下限制因素的影响：（一）放空汇管所要承担的最大泄放量。多个装置安装的公用总管系统和管汇一般是根据最坏的情况计算的，即在单独过压事故中合理地假设所有装置可能同时排放所需要的叠加流量，以此来作为放空汇管所需承担的最大泄放量。（二）同放空汇管在同一放空系统中且存在同时放空可能的各泄放装置的最大允许背压。安全阀背压就是安全阀的出口压力，是安全阀开启前出口处的静压（附加背压）与安全阀开启后介质流动所产生的压降（积聚背压）之和。附加背压包括可变背压和不变背压，可变背压是由于其他泄放装置泄放而使安全阀出口增加的静压力，不变背压一般为当地大气压。积聚背压主要影响安全阀起跳后的泄放量，积聚背压和附加背压之和（安全阀背压）一般应小于气体的临界流动压力值。（三）放空汇管的管路长度。当站场平面布置确定后，放空汇管的管路长度也就随之确定了。适当减小汇管的长度有利于降低汇管的管径尺寸。上述三个因素确定后就可以对汇管的尺寸进行计算了，计算时的边界条件除了最大允许背压外还有汇管内的气体流速，流速不得超过0.7Ma。（四）放空立管计算1、放空立管管径计算。放空立管管径主要取决于放空立管的放空量和出口处允许的马赫数，可通过提高出口处气体的马赫数来减小放空管径，但马赫数偏高会导致放空噪声过大。根据规范GB 规定，事故状态下，出口马赫数不高于0.5。因此在计算时，可以根据出口处马赫数为0.5来反算放空立管的管径。2、放空立管高度计算。非点火放空立管高度可根据规范GB 规定确定。当放空量不大于1.2×104m3/h是，放空立管据阀室或站场距离不小于10m，当放空量大于1.2×104m3/h且小于4.0×104m3/h时，间距不得小于40m（五）放空火炬的计算。1、放空火炬筒径（火炬头）计算。放空火炬筒径的大小主要取决于放空系统的最大泄放量和火炬头出口处的最大允许流速，根据GB 规定（同API RP521有关规定）：对站场发生事故，原料或产品气体需要全部排放时，按最大排放量计算，马赫数可取0.5；单个装置开、停工或事故泄放，按需要的最大气体泄放量计算，马赫数可取0.2。故在火炬筒径计算时可按下面思路进行：放空系统最大泄放量的确定（可取放空汇管的最大排放量）——按火炬头出口处马赫数为0.5反算所需筒径——向上圆整筒径尺寸，并以圆整后的尺寸校核以最大泄放量泄放时的马赫数和单个装置开、停工或事故泄放时的马赫数。2、放空火炬高度计算。可参照GB 中的公式，计算思路为：分析火炬周围的设施及环境状况，确定敏感点（需考虑辐射影响的设施）——火焰最大长度的计算（火焰长度可从GB 中火焰长度和释放热量Q-L关系曲线图查得，也可按照《石油化工设计手册》中有关规定确定）——按规范中火炬高度的计算公式进行计算，并予以圆整——以圆整后的高度计算火炬的地面辐射范围，进而确定火炬放空区需要的征地面积。3、放空火炬筒径和高度的关系。在放空量相同时增加放空火炬的筒径，火炬辐射的范围会相应的增加，这就需要增加征地面积；同样，减小筒径时，火炬燃烧时竖直方向的辐射范围将增加，水平方向的范围会相应减小，这样就可以减少火炬放空区域的征地面积。利用DNV的PHAST软件对放空火炬高度与筒径间关系进行模拟可以发现：在放空量相同时，增大筒径的大小，火炬燃烧时产生的辐射强度会随之增加，需要保护的辐射区域面积也将相应加大。故在计算放空筒径的大小时可以直接以0.5马赫的流速要求确定筒径，然后再确定征地范围的大小。相同泄放量、相同高度、不同筒径时的计算结果比较见下图：示例：火炬高度40m，泄放量130×104m3/d，组分CH4，计算平面为离地面2m处的水平面。
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