漏气量估算
密封泄漏量计算
密封泄漏量计算密封泄漏量是指在一定时间内，液体或气体通过密封件的泄漏量。
在工业生产过程中，密封泄漏是一个重要的问题，因为泄漏会导致能源的浪费、环境污染和设备损坏。
密封泄漏量的计算是为了评估泄漏的严重程度，确定是否需要采取措施来减少泄漏量。
下面介绍一种常用的计算方法：泄漏方程法。
泄漏方程法是通过设计一组方程来计算泄漏量。
首先需要确定一些参数，如泄漏介质的压力、温度、黏度和密度，以及密封件的材料、形状和尺寸。
然后，根据这些参数，可以使用一些经验公式来计算泄漏量。
常用的经验公式有Orifice方程、Turbulent方程和Viscous方程。
对于小孔泄漏，可以使用Orifice方程。
对于湍流泄漏，可以使用Turbulent方程。
对于黏性泄漏，可以使用Viscous方程。
在计算泄漏量之前，还需要进行一些实验来确定公式中的参数。
例如，可以使用实验设备来测量泄漏介质的压力、温度和黏度。
同时，还可以使用压力测试仪来测试密封件的密封性能。
这些实验结果将作为计算泄漏量的依据。
在计算泄漏量时，需要考虑一些因素。
例如，环境的温度和压力变化、密封件的老化和损坏，以及操作人员的技术水平。
这些因素都会对泄漏量产生影响。
最后，根据计算结果，可以评估泄漏的严重程度。
如果泄漏量较大，就需要采取措施来减少泄漏量。
可以选择更好的密封件材料，或者改进密封件的设计。
同时，还可以采取一些维护和检修措施，延长密封件的使用寿命。
总之，密封泄漏量计算是一个重要的工作，可以帮助我们评估泄漏的严重程度，并采取相应的措施。
通过合理的计算和实验，可以减少能源的浪费，避免环境污染，保护设备的安全运行。
为了在工业生产过程中提高效率和节能减排，我们应该重视密封泄漏量的计算工作。
7-2 泄漏量的计算
7.2.2 泄漏量的计算
临界压力：泄漏气体的运动速度达到声速时的压力。
γ + 1 γ −1 Pc = P0 2
γ
声速流：压力高于临界压力
γM 2 Q = C d PA γ + 1 RT
亚声速流：压力低于临界压力。用原公式计算。
γ +1 γ −1
6 4 2 0 -2 -4 -6 0 10 20 30 40 50 60 70
沿轴的喷射速度分布由下式计算： 2 Deq u x ρ 0 b1 x ρ 0.32 = + 1 − ρ x u0 Deq ρ 0 ρ 4
7.2.2 泄漏量的计算
过热液体泄漏 过热液体是指液体的温度超过其沸点 没有沸腾的情 温度超过其沸点而 过热液体是指液体的温度超过其沸点而没有沸腾的情 况。如果液体的沸点低于周围环境温度，泄漏后一部分 液体将立即闪蒸为蒸气。假设闪蒸过程绝热，则很容易 确定闪蒸部分的比例，即闪蒸液体分数为：
CP (T −Tb ) FV = HV
ρ0 Deq = D ρ
b1 + b2 b1 C (kg / m3 ) = b1 = 50.5 + 48.2 ρ − 9.95 ρ 2 x ρ 0.32 +1− ρ 1/ 2 Deq ρ 0 b2 = 23.0 + 41.0 ρ
7.3.2 喷射扩散
垂直于喷射轴的水平面上的浓度分布由下式给出： y −b2 ( ) 2 C x, y =e x C 喷射扩散等浓度线示意图
7.2.2 泄漏量的计算
液体泄漏
根据柏努利（Bernoulli）方程可以建立液体经小孔泄 漏的速度计算公式：
控制阀泄漏量等级的规定和最大阀座泄露漏量计算
控制阀泄漏量等级的规定和最大阀座泄漏量计算控制阀泄漏量指在规定的试验条件下，流过控制阀的流体流量。
试验条件包括执行机构推力、阀芯和阀座的压紧力、流体特性等。
泄漏量等级有六级。
表1-1是泄漏量等级和试验条件。
表1-1 泄漏量等级及试验条件 泄漏等级测试介质 测试程序最大阀座泄漏量 I由制造方和购买方商定 II液体或气体 1 5×10-3×C R （注1和注3） III液体或气体 1 10-3×C R （注1和注3） 液体 1或2 IV气体 1 10-4×C R （注1和注3） IV-S1气体 1 5×10-6×C R （注1和注3） V液体 2 1.8×10-7×Δp (kPa)×D(阀座直径，mm) l/h ， VI 气体 1 3×10-3×Δp (kPa)×泄漏速率（见表4-46）注1：可压缩流体的体积流量，使用标准条件为：101.325kPa 绝压和温度0℃或15℃；注2：等级VI 表示仅用于有弹性材质阀座的控制阀；注3：阀的额定容量是测试流体（液体或气体）在额定行程和描述的测试条件下通过控制阀的流量；它与额定流量系数的应用条件判别式和计算公式是不同，见GB/T4213-2008。
注4：表中，C R 是控制阀的额定容量；Δp 是控制阀两端最大压差；D 是阀座直径。
泄漏等级VI 的泄漏速率见表1-2。
表1-2 泄漏等级VI 的泄漏速率系数允许泄漏速率 允许泄漏速率 阀座直径DN（mm ） 毫升/分 气泡数/分 阀座直径DN （mm ） 毫升/分 气泡数/分25 0.15 1 150 4.00 27 40 0.30 2 200 6.75 45 50 0.45 3 250 11.1 - 65 0.60 4 300 16.0 - 80 0.90 6 350 21.6 - 100 1.70 11 400 28.4 - 表中，气泡数的计数是采用IEC 标准推荐的方法。
7-2 泄漏量的计算
Pc 0.55P FV
（1）泄漏两相中蒸发液体分数FV按下式计算：
C
p
T
HV 1
Tc
（2）两相流中气相和液相混合物的平均密度： FV 1 FV
g
l
7.2.2 泄漏量的计算
（3）则两相流排放泄漏流量为：
Q Cd A 2P Pc
Cd—两相流泄漏系数，一般取0.8。
✓ 闪蒸比例分数可按前述计算： • FV>1，表示液体将全部蒸发为气体，应按气体泄漏计 算； • FV较小，可以简单地按液体泄漏计算。
1
1
亚声速流：压力低于临界压力。用原公式计算。
7.2.2 泄漏量的计算
许多气体的绝热指数在1.1到1.4之间，则相应的临界压 力只有约1.7到1.9个大气压，因此多数事故的气体泄漏 是声速流。
几种气体的绝热指数和临界压力（atm）
物 质
丁烷
丙烷
二氧化 硫
甲烷
氨
氯
一氧化 碳
氢
γ
1.10 1.13 1.29 1.31 1.31 1.36 1.40 1.41
Tb—液体常压沸点，K；
HV—常压沸点下的汽化 热，J/kg。
7.2.2 泄漏量的计算
➢ 气体泄漏： 气体符合理想气体状态方程，则根据柏努利（Bernoulli） 方程可推导出如下的气体泄漏公式：
Q Cd PA
2 1
M RT
P0 P
2
P0 P
1
Cd—气体泄漏系数，当裂口形状为圆形时取1.00,三角 形时取0.95，长方形时取0.90；7.2.2 泄漏量的计算
✓ 根据泄漏口形状取值
雷诺数Re
＞100 ≤100
圆形（多边形） 0.65 0.50
发电机整体气密性试验及漏气量的计算
（
一
） （） １
式中， Ｖ为在绝对大气压力 Ｐ 和环境温度 ｔｏ状 Ａ ０ 。 Ｃ 态下的每昼夜莘均漏气 量 ， ３ ， ｍ， 充空气时符号 为 ｄ △ 充氢气时为 △ ； Ｖ为发电机的充气容积， ； ｔ为给定状态下 境 温度 ， ｐ 为给定状态下 的 。 ℃；。 大气压力 ， ａＬ Ｐ Ｓ ； ｈ为正式试验进行连续记 录的时 ３
开始时机 内或 系统 内的气体平均温度 ， ； 为试 ℃ ｔ 验结束时机 内或系统内的气体平均温度 ，＝ ｃ。 Ｉ 根据贵州气 温变化情况来看 ，。 ｔ 以近 ｔ、 ｔ 可 似相等 ， 。 近似为 Ｐ 同时按照 ２ 小时连续记录 虎， ４
试验考虑 ， ｔ一ｔ—ｔ， Ｂ一尸２Ｌ ２ ， 即 ０ ｌ ２ Ｐ ｌ 日， ｈ＝ ４ 于是式 ３
Ｐ ； 为试验结束时 的大气 压力 ， ａ ｔ为试验 Ｓａ Ｐ Ｓ ；
发电机漏气量的计算。下面结合贵州某电厂情况 阐 述一下发电机整体气密性试验及发 电机漏气量的计
算， 与同行共飨。 该 电厂汽轮发电机为哈尔滨电机厂有限责任公
司制造的 Ｑ Ｓ ３ ２０ ２的汽轮发电机组 ， ＦＮ — ０ — 发电机 采用“ 水氢氢” 冷却方式 ， 整体为全封闭气密结构。 整体气密试验使用的是干净的压缩空气。该气 源需通过空气干燥器再送入机 内。在充入压缩空气 的过程中 ， 应及时调整密封油 压； 当机 内风压达 ０ ． ０ Ｐ 时， ５ ａ 可投入 自动跟踪的压差 阀， Ｓ 然后继 续充
２ ・ ４
维普资讯
２０ 年第 ６ Ｏ６ 期
＜ 贵州电力技术）
（ 总第 ８ 期） ４
正常 ， 带厂用电系统试验正常。 （）ｌ：０引子渡 电厂 ２机用 厂用 电系统 开 机 ２ ３４ 正常， 接带厂用 电系统 ， ： 柴油机组退出运行。 １ １ ４ ３
发电机漏气量计算
附录J发电机氢系统严密性试验标准氢冷及水、氢、氢冷发电机氢系统的严密性考核，应以漏氢率δH和漏氢量ΔV H为准，其要求是在电机额定工况下，δH≤5%/d，ΔV H=10～18m3/d(大电机取大值)。
为了满足以上两个标准，在制造、安装时可先用空气进行检漏试验，消缺，试验要求参考值见表J表J氢冷及水氢氢冷发电机严密性试验参考值发电机额定氢气压力(MPa)表严密性试验压力(MPa)定子转子管道整套0.1～0.25 0.3～0.40.15～0.30.35～0.450.3～0.40.5～0.60.3～0.40.5～0.60.15～0.250.3～0.4允许漏气量折算到一昼夜的漏气率在0.3%试验6h的压力降应不超过初压的10%试验6h平均每小时的压力降应不超过初压的0.10%在转子静止的情况下，折算到试验压力下，一昼夜的漏气率在1.3%以下＞0.4～0.6 1.45～0.550.6～0.650.6～0.650.4～0.5允许漏气量同上条件漏气量1.10m3/d 10% 0.1%同上条件漏气量4.3m3/dJ.0.1氢冷及水氢氢冷发电机的定子、转子在安装前，管道和整套系统安装后，都应分别用压缩空气做检漏试验。
试验压力应按制造厂规定的漏气量试验的压力。
J.0.2将检漏试验中发现的泄漏点消除以后，可按制造厂的规定进行静态严密性试验，一般可参照表J的要求执行。
J.0.3在严密性试验过程中，如大气压力、温度和发电机内空气温度有变化，则漏气量应对气温、气压的变化进行修正，并换算到给定的气压和温度t0(给定状态)时的体积，其计算公式如下。
(1)漏气量通用计算公式：(J.0.3-1) 式中ΔV——在绝对大气压力p0和环境温度为t0℃状态下的每昼夜平均漏气量，m3/d，充空气时符号为ΔV A，充氢气时为Δ；V——发电机的充气容积，m3；t0——给定状态下环境温度，℃；p0——给定状态下的大气压力，MPa；Δh——正式试验进行连续记录的时间小时数，h；p1——试验开始时机内或系统内的气体压力(表压)，MPa；p2——试验结束时机内或系统内的气体压力(表压)，MPa；p B1——试验开始时的大气压力，MPa ； p B2——试验结束时的大气压力，MPa ；t 1——试验开始时机内或系统内的气体平均温度，℃；——试验结束时机内或系统内的气体平均温度，℃。
管段燃气漏气量的计算
概述
目前的燃气管道泄露量计算模型主要分为小孔模型和管道模型，小孔模型将泄漏口看成是一个足够小的孔，一般不超过20mm，适合于通过小孔的泄漏量计算；管道模型将泄漏孔径看作管道管径，适合于燃气管道截面完全破裂时的泄漏量计算。
泄漏量的计算
根据燃气管道被挖断面积的三种情况：完全破裂、泄漏口只有很小的破损孔及泄漏口面积既不是小孔，也不是完全破裂，分别采用相应的模型进行管道泄漏量计算。
（3）燃气在管道内最大流量有限制，不是按管道模型或小孔模型计算得到的结果就一定是实际流量。无论用哪种模型计算，泄漏流量值不能超过上游调压器最大通过能力。
—摩擦阻力系数；
L—泄漏点至管道起点的距离，m；
T—管道起点燃气温度，K；
R—燃气的气体常数，J/(kg.k)。
2.2小孔模型
泄漏孔很小时，管内流动为等温过程，泄漏孔口流动为绝热过程，采用小孔模型进行管道泄漏量的计算。小孔模型下的管道泄漏量还与燃气流动过程中流速是音速还是亚音速有关，通常用临界压力比来判别。临界压力比公式见式（2）。
模型及最大泄漏流量
（1）高压状态下，当泄漏孔径小于30mm时，小孔模型和管孔模型均较适用，二者的偏差较小，不超过5%；当泄漏孔径大于200mm时，管孔模型计算值接近管道模型，偏差不超过10%；当泄漏孔径接近管道直径时，管道模型适用。
（2）中低压状态下，当泄漏孔径低于150mm时，小孔模型和管孔模型均较适用，二者偏差不超过5%；当泄漏孔径大于150mm或接近管径，管道模型较适用。
（2）
式中：k—绝热指数，天然气取1.3。
（1）时，燃气在泄漏口以亚音速流动，燃气泄漏量计算公式：
（3）
式中：A—泄漏孔口面积，m2，其余符号意义同式（1）。
燃气管道泄漏流量的计算
口当作孔径很小的小孔 从而建立泄漏流量计算的 模型
在燃气管道事故定量风险评价 事故抢险预案 制定和漏气损失评估时 首先要计算泄漏流量 燃 气管道在事故破损时 燃气可通过两种途径进入到 大气中一种是燃气直接泄漏到大气环境中另一种 是泄漏到土壤中 通过土壤渗透进入大气环境 前 者可以通过理论推导得出泄漏流量的计算公式 后 者理论计算比较复杂且不确定性很大 本文主要分 析和讨论前一种情况下的泄漏流量计算 第三方破 坏是城市燃气管道泄漏的主要原因之一 其主要表 现是挖掘机器钻孔机器破坏管道 在这种情况下 燃气通常直接泄漏到大气中 此外 架空管道泄漏 也是直接泄漏到大气中
,取 '
! !$ " 在小孔模型下#认为式 ! ! " 成立# 且由于管内流
速小#管内流动可视为等温过程# 因而对于任一管 道#只要知道管道起点压力&管内燃气温度和泄漏孔 口当量直径#便可按照式! !# " 和! !$ " 计算泄漏质量 流量'
管道模型的推导 管道模型适合于管道完全断裂的情形 * $+ # 即泄 漏当量直径等于管道内径#点 # 即为管道末端# 点 #
! !# "
内温度等于环境温度且保持不变% 当 , U时# 表示 管内流动为绝热过程# 此时认为管内流速太快或者 管道太短#管内燃气完全没有和环境进行热交换%实
# # """" '% #( ) (U # ! V V & E 7 ?' # 槡
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槡 (
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际上这两种理想状况都不存在# , 的值在 ! 和 之 间#为了简化计算# 通常在管内燃气流速较小# 管道 较长时#, 取 ! #而在管道流速很大或者管道很短时#