巧用限流孔板
浅析限流孔板在输气站场排污系统中的应用

浅析限流孔板在输气站场排污系统中的应用1. 引言1.1 引言本文将对限流孔板在输气站场排污系统中的应用进行浅析。
我们将介绍限流孔板的基本原理,以及输气站场排污系统的需求。
接着,我们将详细探讨限流孔板在输气站场排污系统中的具体应用,以及限流孔板的优势。
我们将展望限流孔板在排污系统中的未来发展方向。
通过对限流孔板在输气站场排污系统中的应用进行深入分析,可以更好地认识其重要性和价值,为今后的工程设计和实际应用提供参考和指导。
希望本文能够为相关领域的研究和实践提供一些有益的启示。
2. 正文2.1 限流孔板的基本原理限流孔板是一种常用的流体控制装置,其基本原理是通过设置一定数量和布局的孔径,使流体通过时产生一定的阻力,从而实现流量的调节和限制。
限流孔板的设计原理是根据流体力学的基本原理和实际需求,通过计算和试验确定孔板的孔径、数量和布局,以实现对流体流动的有效控制。
在输气站场排污系统中,限流孔板起到了重要的作用。
通过设置限流孔板可以有效地控制管道内的流体流速,减少压力波动,降低管道运行中的噪音和振动,提高系统的稳定性和安全性。
限流孔板可以实现对流体流量的精确控制,使排污系统中的流体顺利流动,并避免因流速过快或过慢而导致的堵塞或溢流等问题。
具体应用方面,限流孔板在输气站场排污系统中常被安装在排污口或管道中,用于限制流体的流速和流量,确保系统的正常排放和运行。
限流孔板还可以根据需要进行更换或调整,以适应不同的工况和运行要求。
2.2 输气站场排污系统的需求输气站场排污系统是输气站场重要的组成部分,其主要作用是将输气站场中产生的污水、废水以及雨水进行有效的处理和排放。
输气站场排污系统的需求主要有以下几个方面:输气站场作为能源输送的关键环节,其运行稳定性和安全性是至关重要的。
而排污系统的建设能够有效防止污水、废水等对输气站场设备和管线的腐蚀和损坏,保障输气站场的安全运行。
输气站场周围常常会有附属设施和人员活动区域,如办公楼、宿舍区等。
限流孔板

管道的前后压差较大时,往往采用增加节流孔板的方式,其原理是:流体在管道中流动时,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,该现象在热力学上称为节流现象。
该方式比采用调节阀要简单,但必须选择得当,否则,液体容易产生汽蚀现象,影响管道的安全运行。
1汽蚀现象节流孔板的作用,就是在管道的适当地方将孔径变小,当液体经过缩口,流束会变细或收缩。
流束的最小横断面出现在实际缩口的下游,称为缩流断面。
在缩流断面处,流速是最大的,流速的增加伴随着缩流断面处压力的大大降低。
当流束扩展进入更大的区域,速度下降,压力增加,但下游压力不会完全恢复到上游的压力,这是由于较大内部紊流和能量消耗的结果。
如果缩流断面处的压力pvc降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力pv以下,流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成蒸汽与气体混合的小汽泡,压力越低,汽泡越多。
如果孔板下游的压力p2仍低于液体的饱和蒸汽压力,汽泡将在下游的管道继续产生,液汽两相混合存在,这种现象就是闪蒸。
如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力,汽泡在高压的作用下,迅速凝结而破裂,在汽泡破裂的瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间,形成一个冲击力。
由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又分成小汽泡,再被高压水压缩、凝结,如此形成多次反复,并产生一种类似于我们可以想象的砂石流过管道的噪音,此种现象称为空化(见图2)。
流道材料表面在水击压力作用下,形成疲劳而遭到严重破坏。
我们把汽泡的形成、发展和破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。
闪蒸和空化的主要区别在于汽泡是否破裂。
存在闪蒸现象的系统管道,由于介质为汽水两相流,介质比容和流速成倍增加,冲刷表面磨损相当厉害,其表现为冲刷面有平滑抛光的外形。
闪蒸也产生噪音和振动,但其声级值一般为80 dB以下,不超出规范规定的许可范围。
空化则不然,汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪音,管道振动大,在流道表面极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几万次,在短时间内就可能引起冲刷面的严重损坏,其表现为冲刷面会产生类似于煤渣的粗糟表面。
限流孔板的作用与计算

1. 管路的限流孔板应用于以下几个方面:限流孔板为一同心锐孔板,用于限制流体的流量或降低流体的压力。
流体通过孔板就会产生压力降,通过孔板的流量则随压力降的增大而增大。
但当压力降超过一定数值,即超过临界压力降时,不论出口压力如何降低,流量将维持一定的数值而不再增加。
限流孔板就是根据这个原理用来限制流体的流量或降低流体的压力。
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 选型要点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(P2)不能小于板前压力(P1)的55%,即P2≥0.55P1,因此当P2<0.55P1时,不能用单板,要选择多板,其板数要保证每板后压力大于板前压力的55%。
2.2液体2.2.1当液体压降小于或等于2.5MPa时,选择单板孔板。
2.2.2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。
2.3 孔数的确定2.3.1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。
2.3.2多孔孔板的孔径(do),一般可选用12.5mm,20mm,25mm,40mm。
计算说明如下:1 输入数据介质相态:根据介质情况填写相应字母。
G—气体L—气体G/L—气体/液体正常流量:根据物料和热量平衡数据表填写。
孔板前流体正常温度:根据物料和热量平衡数据表填写孔板前流体正常温度。
计算临界限流压力的公式选择说明:根据流体情况填写相应数字。
1—饱和蒸汽2—过热蒸汽及多原子气体3—空气及双原子气体孔板流量系数:由本附录“限流孔板C-Re-d0/D关系图”查取。
孔板作用:根据孔板作用填写相应数字:1-降压作用2-限流作用孔数:根据情况填写相应数字:1-单孔2-多孔板数:根据情况填写相应数字:1-单板 2-多板2 计算数据2.1孔板前压力孔板前压力(P1)根据管道压力降计算结果填写。
2.2 孔板后压力a. 气体、蒸汽:根据管道压力降计算得出的孔板后压力(P2)、计算的临界限流压力(Pc),取两者中的较大值。
浅析限流孔板在输气站场排污系统中的应用

浅析限流孔板在输气站场排污系统中的应用限流孔板是一种用于控制流体流速和流量的装置,广泛应用于输气站场的排污系统中。
本文将对限流孔板在输气站场排污系统中的应用进行浅析。
限流孔板可以用于调节流体流速。
在输气站场的排污系统中,需要控制排放的流速,以保证排放达标。
限流孔板通过改变孔板的孔径和数量,调节流体通过孔板的压力损失,从而控制流速。
限流孔板还可以在管道中产生湍流,进一步降低流速,以增大流体与输气站场中有害物质之间的接触时间,提高排放的处理效果。
限流孔板还具有自清洁功能。
在输气站场的排污系统中,流体中可能含有悬浮物、沉积物等杂质,如果这些杂质进入到限流孔板中,会堵塞孔板的孔径,影响流体的流速和流量控制。
限流孔板的设计和结构使得其具有自清洁功能,能够自动清除孔板上的杂质。
当流体通过限流孔板时,由于孔板的限流作用和高速流动的冲击力,会产生清洁效应,将孔板上的杂质冲刷掉,保持孔板的通畅。
限流孔板在输气站场排污系统中的应用还受到一些因素的影响。
需要根据排放要求和环境因素确定所需的流速和流量控制范围。
选择合适的孔板材质和孔径,以满足排放介质的性质和输气站场的使用条件。
还需要考虑安装孔板的位置和数量,以及孔板与管道的连接方式,确保孔板能够正常工作和维护。
限流孔板在输气站场排污系统中具有重要的应用价值。
通过限流孔板的使用,可以有效地调节流体的流速和流量,满足排放要求和处理需求。
限流孔板还具有自清洁功能,能够长期保持通畅。
在应用中还需要考虑一些因素的影响,以确保孔板的性能和工作稳定。
浅析限流孔板在输气站场排污系统中的应用

浅析限流孔板在输气站场排污系统中的应用一、限流孔板的工作原理限流孔板是一种利用孔板的缩流原理来减小介质流速,增加压力能的节流装置。
其主要工作原理是通过孔板上的固定孔径来限制流体的流速,从而调整流体的流量和压力。
当介质通过孔板孔洞时,流速增大,静压降低,动压增大,造成静、动压变化而改变孔板上下游的压力。
实现限制流速、调整流量的效果。
输气站场的排污系统是将输送介质中的杂质、水分等不良物质拦截和排出,以保障管道输送介质的清洁和安全,同时防止介质对设备的损坏。
而限流孔板在输气站场排污系统中主要具有以下几个应用方面:1. 流量调节作用:输气站场的排污系统需要根据输送介质的流量大小进行合理调节和控制,以保持排污系统的平稳运行。
而限流孔板可以通过改变孔板上的孔径大小,来实现对介质流量的调节,从而保证排污系统的正常运行。
2. 压力损失控制:输气站场的排污系统中,介质通常需要通过多个管道和设备,而在介质通过过程中会发生压力的损失。
而通过设置限流孔板,可以有效控制介质的流速,减小压力损失,提高排污系统的性能和稳定性。
3. 提高排污效率:在输气站场的排污系统中,介质中往往夹杂有较多的杂质和水分,而这些杂质和水分的排出直接关系到输气站场的安全运营和环境保护。
通过设置合理的限流孔板,可以有效地调节介质的流量和压力,从而提高排污系统的排污效率,保证介质的清洁和安全排出。
4. 减少设备损耗:输气站场的排污系统中,介质流动过程中产生的高速流动会对管道和设备产生冲击和磨损,从而降低设备的使用寿命。
而通过设置限流孔板,可以有效地减缓介质的流速,降低介质对设备的冲击和磨损,延长设备的使用寿命。
5. 节能环保:通过合理设置限流孔板,可以降低介质流速,减少能量损耗,从而节约能源,降低输气站场的运行成本。
排污系统的有效运行也可以保护环境,减少对周围环境的污染。
在输气站场排污系统中选用合适的限流孔板,需要注意以下几个方面:1. 耐压性能:输气站场的介质通常具有一定的压力,因此选用的限流孔板需要具有足够的耐压性能,以保证介质能够正常通过和排出。
限流孔板

限流孔板节流工作原理在充满单相连续流体的管道中,安装一个节流元件(如孔板、喷嘴等)、当流体通过节流元件的节流孔时,流束形成局部收缩,流速加快,动能增加,静压降低,在节流元件的前后产生一个静压力差,即△P=P1-P2,若节流孔面积为F,流体的质量流量为qm,体积流量qv,密度为ρ,则根据流动连续性原理和伯努利方程可推导出压力差与流体流量之间的关系式:qm=qF(△Pρ)0.5式中α是流量系数。
由上述关系可知,如果节流孔面积和流体密度一定,则流量与压力差的平方根成正比,即只要测出压差值,即可算出流量值,节流装置就是根据这个原理测量流体流量的。
通过测量流体流经节流装置的前后压力降,可达到测量流量流量的目的,这种测量方法是以伯努利定律和流体流动连续定律为基础的。
限流孔板的基本原理和节流孔板(降压)的基本原理完全一样。
由于两者所起的作用和使用条件不同,所以在考虑方法和计算精度亦有差异。
首先限流孔板非计量仪表,要求精度不高,可忽略某些影响因素。
如温度对管径和开口直径的影响,雷诺数对流量系数的影响等。
限流孔板只起降压限流作用。
限流孔板上压力降是指永久压损。
限流孔板上的压力降比节流装置上的压力降大的多。
亦就是在相同的流量条件下,孔径比β的范围可扩展到0.05~0.75。
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。
1一般用于如下几个方面:工艺物料需要降压且精度要求不高:工艺要求调节阀上的压力降较大,而调节阀上的允许最大压力降达不到这个要求时,可通过限流孔板降掉一部分压力,以减少调节阀上的压力降,也可减少调节阀的磨损;流体需要小流量且有谁知道如何把氯气中的水分降到10ppm以下连续通过的地方。
如泵的冲洗管道、热备用泵的旁通管道(低流量保护管道)、分析取样管等场所。
需要降压以减少噪声或磨损的地方,如放容系统。
保证安全操作,如当压力降较大的调节阀旁路采用球阀时,为防止旁路手动操作时泄压太快,可采用限流孔板。
限流孔板在民用小流量计量中的应用探讨

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1限 流 孔 板 的 设 置 限 流 孔 板 是 非 标 孔 板 的一 种 ,既 可 以作 为 流 量测 量 元 件 用 来 测 量 流 量 ,也 可 作 为 节 流 元 件 用 于 限定流 量和 降低 压力 。
1 . 1 工 作 原理
^ c f 高
式 中 , p。 代 表 滞 止密 度 ,K代 表 气 体 绝热 系 数 ,R代表 气体 常数 。
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代 入质量 流量 公式 ,简化 后可 得 :
在 圆形 截 面 管 安 装 一 块 端 面 与 管 轴 线 相 垂 直 并 带 有 圆 形 穿 孔 的 薄板 , 当天 然 气 流 过 圆孔 时 , 产 生 的 压 差 与 流 量 成 正 比 ,但 当压 差 超 过 某 一 数 值 ( 称 为 临 界 压 差 ) 时 , 其 流 速 达 到 音 速 , 此 时 ,无 论 压 差 如 何增 加 ,流 经 孔 板 的流 量 ( 质 量 流 量 )将 维 持 在 一 定数 值 而 不 再 增 加 。 限流 孔 板 就 是 根据 这 一 原 理 来 限 定流 体 的流 量 和 降低 压 力 的。 1 . 2工艺 计算 限流 孔 板 可 按 开孔 数 分 为 多孔 板 和 单孔 板 , 按板 数分为单 板和多板 。根据S L DI 2 3 3 A2 5 — 9 8
泵系统中限流孔板的配置和应用

作 相 匹配。结果表明 , 在正 常运行 时使 用合适 的限流孔板 和回路 管径 , 不仅 能够保证输 出量 , 而且在 事
故 情 况 下 排 出流 量 保 护 设 备 , 有 效地 配合 了整 个 系统 内设备 的 安 全 设 计 。
关 键 词 泵
中图分类号
限流孔板
T Q 0 5 5 . 8 9
在 工业 管道 设计 中 , 限流 孔板 常用 于 阀门上 、 下游
限流 孔板 用于 降低 管道压 力或 限制 管道 内流
体 的流量 。通 常 安装 固定 在 两 片 管 道法 兰之 间 ,
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
用合 适 的垫 片 和 螺栓 密 封 、 固定 。化 工 生 产 中 推
荐使 用带 手柄 的 限流孔 板 , 以方便 安装 和拆 卸 。
孔板 ; 另外 , 在 流 体 需 要 流 量 小 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 也可 采用 。 泵 回流管 路 的设 计 中有 多 个设 备 相关 联 , 由
依 据 限 流孔 板 的特 性 和 管路 计 算 , 阐述 它在 泵 管路 系统 中 的应 用 。通 过 计 算孔 板 口径 , 探 讨 在 管 路 系统 中如 何 选 用 适合 的 限 流 孔 板 , 并 且 全 面考 虑 整 个流 量分 配 系 统 与 泵 回 流 线路 的 关 系 , 使 之 与 系统 安 全 操
在工 艺 物料 管道 中 , 限 流孔 板 设 置 在 管 道 中
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巧用限流孔板
摘要:限流孔板作为节流元件,具有结构简单、易加工、制造成本低、安装方便等优点,在满足工艺要求的前提下,使用限流孔板代替调节阀来限定流量或降低压力,将会大大地降低投资和操作维修费用,对装置的安全运行起着重要的作用。
关键词:限流孔板;限流;降压
1概述
限流孔板作为节流元件,具有结构简单、易加工、制造成本低、安装方便等优点。
在满足工艺要求的前提下,使用限流孔板代替调节阀来限定流量或降低压力,将会大大地降低投资和操作维修费用,因此在国外已被广泛地应用于工艺装置,对装置的安全运行起着重要的作用。
目前在国内工艺装置中限流孔板的应用还很不够,与国外相比存在差距。
在需要限定流量或降低压力之处,大多采用调节回路来实现。
在某些地方流体的流量仅要求限定在某一规定的范围内而不需要调节,而且,对其流量的准确性要求也不高,完全可以使用限流孔板来代替。
因此,在工艺装置的设计中有必要充分认识限流孔板的优点,重视限流孔板的应用。
2限流孔板在工艺装置中的应用
在石油化工装置中,限流孔板安装在管道中用于限制流体的流量或降低流体的压力。
主要应用于以下几个方面:
物料需要降压,而且降压的精度要求不高时;
在管道中阀门上、下游需要有较大压力降时,为减少流体对阀门的冲蚀,而且经孔板减压后不会产生气化室,可在阀门上游串联孔板;
当需要连续流过小流量的地方,如泵的冲洗管道、热备用泵的旁路管道(低流量保护管道)、分析取样管等地;
当需要降低压力降以减少噪音或磨损的地点,如放空系统上。
2.1保证离心泵安全启动和正常工作
2.1.1保证离心泵的最小流量要求
离心泵在启动时,为了使出口压力达到一定值,减少电动机启动电流,要求在出口阀关闭或部分关闭下启动。
但是,对于某些离心泵,如高扬程离心泵及输送挥发性液体的离心泵,由于泵内叶轮与泵体间隙很小,流体易于气化,这类离心泵在启动和运转时要求必须有一定流量。
如果这类离心泵在没有液体流出的情况下运转(即密闭运转),泵内液体将产生涡流,使其发热汽化而发生气蚀或憋压,
易造成泵损坏。
为了保证这类离心泵安全启动和正常运转,要求泵有最小排出流量,此值称为离心泵的最小流量。
通常最小流量由泵制造厂规定。
为了保证最小流量,在离心泵出口管道上加一条返回线,称为最小流量线,如图1。
在最小流量线上使用限流孔板,即使在发生误操作将泵出口阀门关闭时,也能保证离心泵安全运转,不致造成泵损坏
2.1.2保证屏蔽泵适当的反向循环流
屏蔽泵是电动机和泵叶轮装在一个壳体内,机体和轴承依靠一定量的工艺流体反向循环来冲洗、冷却和润滑。
故在泵体上要装有一条反向循环管道,使其满足屏蔽泵的冷却和润滑要求。
如果反向循环流量太小会造成冷却或润滑不足使轴承损坏,而反向循环流量太大,又会使泵的效率降低。
为此,采用限流孔板保持适当的反向循环流量,见图1。
图1限流孔板用于保证泵安全启动和正常工作
2.2代替流量调节阀限定最大流量
在工艺操作中,在流量不需调节,仅要求限定最大流量的场合,可使用限流孔板代替流量调节回路防止超流量,节约投资。
这也是限流孔板最常见的用途之一。
例如,在分子筛干燥器或固定床反应器的降压放空和再生操作期间,使用限流孔板限定放空流速或再生气体流量,可防止因流量过大,破坏床层结构,或保证再生在适当的气体流量下进行。
如聚乙烯装置中乙烯干燥器分子筛的再生,见图2。
图2限流孔板用于乙烯干燥器分子筛的再生
2.3防止各支管偏流
在某种情况下,工艺要求各分支管道流量相同。
但是由于各支管阻力降很难完全相等,所以其流量存在差别。
使用限流孔板可以调节各支管的压力降,使各支管的流量保持一致。
例如,由于停留时间对裂解深度影响很大,乙烯裂解炉对
各组炉管流量分配有严格的要求。
如果某组炉管内停留时间长,裂解深度加深,乙烯收率则降低,而且还会发生结焦;反之,乙烯收率也会降低。
因此,不允许各组炉管偏流。
采用限流孔板,可防止偏流,保证各炉管内停留时间及裂解深度一致,满足乙烯裂解的工艺要求,如图3所示。
图3限流孔板防止裂解炉各组炉管偏流
2.4用于较大幅度降压
要将流体压力降低并控制在某一规定值,可使用自力式调节阀来实现。
这种调节阀是由阀后压力直接控制阀芯开度,从而使阀后压力降低并能稳定在设定压力值。
如果其降压幅度较大就要求自力式调节阀芯口径较小,制造困难,加工费用高,控制精确度难于保证,还可能发出噪声。
特别在用于液体时,由于降压幅度大而容易发生气蚀,产生振动,严重时会造成调节阀和管道损坏。
为了改善这种状况,当然可以采用两个或多个自力式调节阀串联,分级降压。
但这样投资就会大为增加。
显然这种串联调节阀的降压方式不经济。
如果采用限流孔板先初步降压,然后再由自力式调节阀将下游压力稳定在设定值,这样即使上游侧压力波动会引起孔板后压力的波动,但经过调节阀调节后,下游侧压力仍会稳定在设定值,满足工艺要求,如图4所示。
图4限流孔板用于较大幅度降压
2.5与自力式调节阀配合使用
根据限流孔板原理,流体通过限流孔板缩孔处的流速保持音速,因此体积流量基本不受上游压力波动影响而保持恒定。
而对气体来说,虽然体积流量保持不变,而其质量流量则随上游压力而波动。
若采用自力式调节阀来稳定限流孔板上游压力,就能使气体质量流量恒定在某规定值,而不受上游压力波动的影响,如
图5所示。
图5限流孔板与自力式调节阀配合使用
2.6多段限流孔板的应用
流体为气体时,如果只是为了限定流量,对下游的压力没有要求,单段限流孔板即可满足要求。
但如果在限定流量的同时还要限制孔板下游侧压力,单段限流孔板就满足不了这一要求,因为单段限流孔板不大可能在限定流量的同时还限制下游的压力,这时就应采用多段限流孔板来实现。
液体通过单段限流孔板时其压力变化如图6所示。
图中:pu为孔板上游侧压力;pd为孔板下游侧压力;pc 为孔板的缩流压力;pv为流体饱和蒸气压力。
由图6可以看出,流体经过孔板时压力降低为pc,随着流速的减小,压力逐渐增大至pd。
如果pc低于pv,液体气化产生气泡,随着流动,压力增大,气泡消失。
在这个过程中就发生气蚀,发出噪声,产生振动,加速管道的损坏。
这种情况下,可以采用多段限流孔板来消除气蚀。
图6限流孔板前后的压力变化
3工作原理
孔板可以作为流量测量元件用来测量流量,也可以作为节流元件用来限定流量和降低压力。
当孔板前后存在一定压差,流体流经孔板,对于一定的孔径,流经孔板的流量随着压差增大而增大。
但当压差超过某一数值(称为临界压差)时,流体通过孔板缩孔处的流速达到音速,这时,无论压差如何增加,流经孔板的流量将维持在一定数值而不再增加。
限流孔板就是根据这一原理来限定流体的流量和降低压力的。
4结论
随着人们对限流孔板认识的不断提高,限流孔板在工艺装置中的应用将会越来越广泛,将在降低投资、简化操作、安全运行等方面发挥不可缺少的作用。