节流孔板的原理及限流计算Word下载.doc

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对于压降较大的管道，可通过多级降压，确保介质经过每一个缩流断面时压力都大于液体的饱和蒸汽压力。

3节流孔板压差的计算

　　为了计算节流孔板的压差，需引入一个新的概念——阻塞流压差Δps。

当孔板两端的压差Δp增加时，流量qm也增加，当压差Δp增大到一定值时，缩口处的压力pvc下降到流体饱和蒸气压力pv以下，一部分流体汽化，管道流量不再随压差增加而增加，即形成所谓阻塞流现象。

此时，孔板两端的压差称为阻塞流压差Δps。

当节流孔板的实际压差Δp小于其对应的Δps时，就可避免闪蒸或汽蚀的发生。

当管道两端压差较大时，可采用多级减压，但每一级节流孔板的实际压差Δp均应小于本级入口对应的Δps。

　　根据文献，多级节流孔板的的压降按几何级数递减，当第1级节流孔板实际压降为Δp1时，第2级孔板减压至Δp1/2，第3级孔板减压至Δp1/22，第4级孔板减压至Δp1/23，……，第n+1级孔板减压至Δp1/2n，直减到末级孔板后压力接近所需压力为止。

　　以某厂凝补泵再循环管为例，在机组运行过程中，发现管道振动大。

分析原因为：

凝补泵在正常运行时，出口压力约1.5MPa，补给水箱进口处的压力约0.12MPa，当泵出口的除盐水经再循环管回流至补给水箱时，由于压差较大，且管道上只装了一个电动闸阀而非调节阀，因此引起振动。

为了减少振动，在第一次设计变更中，采用增加节流孔板的方式，实际运行后，泵出口的管道振动有所改善，但节流孔板后的管道出现汽蚀现象。

说明靠增加节流孔板来进行降压的思路是对的，但孔板的选择应有所调整。

3.1孔板级数的确定

　　考虑管道受静压差44.012kPa的影响，孔板两端最大压差

　式

（1）至式（3）中：

　　p1——孔板入口压力；

　　pc——热力学临界压力，对于水，pc=22.5MPa；

　　FL——液体压力恢复系数，暂定为0.9；

　　FF——临界压力比系数。

　　由于p1=1.5MPa，p2=0.165MPa，20℃时pv=2.3385kPa，根据式

（1）至式（3），得Δp=1335MPa，Δps=1213MPa。

由于Δp＞Δps，且p2＞pv，所以采用1级节流孔板将产生汽蚀现象。

为了避免汽蚀的发生，至少应装2级节流孔板。

3.2孔板压降的确定

　　根据前面的分析，当采用1级节流时，孔板压差大于阻塞流压差，采用多级节流降压后，第1级节流孔板的实际压差应小于阻塞流压差，其压差的大小取决于第2级孔板，多级节流孔板的压降按几何级数递减。

因此，若采用2级节流孔板，则

　　其中Δp1=0.89MPa，Δp2=Δp1/2=0.445MPa。

　　为了防止节流孔板发生汽蚀，应以阻塞流压差Δps为准则，验算各级节流孔板压差：

第一级孔板的阻塞流压差Δps1=1.213MPa＞Δp1；

第二级孔板的阻塞流压差Δps2=0.92×

[（1.5－0.89）MPa－0.957×

0.0023385MPa=0.4923MPa＞Δp2。

因此，每级节流孔板后都不会出现汽蚀现象，采用2级节流孔板是合理的。

4节流孔板孔径的计算

　　根据DL/T5054—1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》，水管道节流孔板孔径可按下式计算：



　　（4）式中：

dk——节流孔板的孔径；

　　　ρ——水的密度。

　　举个例子，根据现场的实际运行数据，正常运行时热井的补水量约20t/h，泵出口压力约1.5MPa，扣除泵进口压力，扬程约134m，查性能曲线，对应的流量为136.8t/h，即经再循环管回流至补给水箱的除盐水量约116t/h。

根据式（4）得：

第1级节流孔板孔径dk1=40.68mm，取40.7mm；

第2级节流孔板孔径dk2=48.37mm，取48.5mm。

　　在该管道的第一次设计变更时，流量按常规泵的再循环量（最大流量的30%）选取，取60t/h，且压降没按几何级数递减考虑，两级孔板孔径均为33mm。

根据实际运行情况，经再循环管回流至补给水箱的除盐水量应约116t/h，但由于节流孔板的限流作用，流经再循环管的水量最大只能是第2级节流孔板阻塞流时的流量。

因第2级节流孔板后的压力大于液体的饱和蒸汽压力，故第2级节流孔板后出现汽蚀现象，管道产生较大振动和噪音。

　　在实际工程应用中，将多级节流孔板用于减压系统是切实可行的，为了防止管道发生汽蚀，选择节流孔板时，一定要根据管道的实际情况，计算出孔板数量和孔径

限流孔板

限流孔板是在工艺流程中，为了限制某种介质的流量时，而在介质管路中安装具有极小孔径的限流元件，它具有结构简单、安装方便，限流性能可靠的优点，而被广泛采用。

根据用户要求可以单独供应限流件，也可以配套供应安装法兰，还可以供应前后直管段。

主要技术参数：

1、公称压力：

1.0～32MPa

2、公称通径:

φ10～500mm单片限流孔板LGBX-10～300

单级限流孔板LGBX-30/69～69/69

高温节流杆LGBX-15/69～29/69

疏水管多级限流孔板LGBX-1/69～14/69

给水泵再循环多级节流孔板LGBX-1/31～31/31

单片限流孔板

LGBX-10～300

疏水管用多级节流孔板

LGBX-1/69～14/69

高温节流杆

LGBX-15/69～29/69

单级节流孔板

LGBX-30/69～69/69

给水泵再循环多级节流装置

LGBX-1/31～31/31

11、LGKJ系列环形孔板

　　环形孔板主要由测量管及与测量管同轴的圆板节流件所组成,两者之间在节流件下游侧用支撑架连接,因此在测量管与圆板节流件之间形成了一个环形流通截面,称之为环形孔板,从根本上消除了常规孔板的滞流区和积存区,特别适用于测量煤气、废气、纸浆、矿浆、原油、污水、化工溶液等介质流量。

供货范围

公称压力：

0.6～32MPa

公称直径：

φ40～φ3000

环形孔板

典型型号：

LGKJ-200（φ219×

6）-4

保温形环形孔板40＜Dn＜600

LGKJ-400（426×

8）-4B

12、LGJY系列机翼测风装置

0.04-1.6MPa

公称通径:

φ300-φ3000

矩形:

600×

600-4000×

4000

矩形管用机翼测风装置

LGKJ-1000×

800×

4

圆形管用机翼测风装置

LGJY-（φ820×

5）

限流孔板计算表

1范围

本标准规定了限流孔板计算表的格式和填写要求，以及限流孔板的计算方法，适用于工程设计。

2引用标准

HG／T20570.15—95《管路的限流孔板》

3限流孔板的使用场所

限流孔板适用于以下几个方面：

3.1工艺物料需要降压且精度要求不高。

3.2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。

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）、离心泵出口返回贮槽（罐）的旁路管、分析取样管等场所。

4限流孔板计算表填写

限流孔板计算表的格式见附表1，计算表应注明工程名称和装置名称。

4.1限流孔板位号

由系统专业提出并填写。

4.2PID图号

根据PID图填写。

4.3管道号

根据限流孔板所在的管道号填写。

4.4管道类别

根据限流孔板所在的管道填写。

4.5介质

根据工艺专业提供的工艺数据填写。

4.6流量

4.7孔板流量系数

由系统专业根据Re和d。

／D值查附图（附图1）填写。

4.8液体密度

根据工艺专业提供的工艺数据填写。

4.9分子量

4.10压缩系数

由系统专业根据流体对比压力、对比温度查气体压缩系数图求取

4.11孔板前温度

4.12绝热指数

4.13粘度

4.14板数

见5.2中说明。

4.15孔板允许压差

4.16孔板前绝压

4.17孔板后绝压

4.18开孔数

见5.1中说明。

4.19计算孔径

见5.3中说明。

4.20选用孔径

由系统专业按计算的孔径圆整后填写。

5限流孔板的计算

5.1限流孔板孔数的计算

5.1.1管道公称直径小于或等于150m时，通常采用单孔孔板；

大于150m时，采用多孔板。

5.1.2孔数的确定

计算多孔孔板时，首先按单孔孔板求出孔径（见5.3），然后按下式求出选用的多孔孔板的孔数。

N＝d2/d02

式中：

n——多孔孔板的孔数；

d——单孔孔板的孔径；

d。

——多孔孔板的孔径。

5.2限流孔板板数及每板前后压力的计算

5.2.1气体、蒸汽

限流孔板后的压力小于板前压力的55％时，不能选用单板，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55％。

n＝lg（P2/P1）/lg0.55

＝－3.85lg（P2/P1）（5.2-1）

n——总板数；

P1——多板孔板第一块板前压力，Pa；

P2——多板孔板最后一块板后压力，Pa；

（5.2-2）

Pm’——多板孔板第m块板后压力，Pa；

根据每块板前后压力，计算出每块孔板孔径，方法见（5.3）。

n圆整后重新分配各板前后压力。

5.2.2液体

当液体压降小于或等于2.5Mpa时，选择单板孔板。

当液体压降大于2.5Mpa时，选择多孔孔板，且使每块孔板的压降小于2.5Mpa。

n＝（P1-P2）/2.5x106（5.2-3）

式中符号同前。

计算出n值后，圆整为整数，再按每块板上的压降相同，以整数来平均分配每板前后压力。

孔板孔径计算方法见（5.3）。

5.3单板限流孔板孔径的计算

5.3.1气体、蒸汽

（5.3-1）

W——流体的重量流量，kg／h；

C——孔板流量系数，由Re和do/D值查附图1；

d0——孔板孔径，m；

D——管道内径，m；

P1——孔板前压力，Pa；

P2——孔板后压力或临界限流压力，取最大者，Pa；

M——分子量；

Z——压缩系数；

T——孔板前流体温度，K；

κ——绝热指数，k＝Cp/Cv；

Cp——流体定压热容，kJ/（kg·

K）；

Cv——流体定容热容，kJ/（kg·

5.3.2液体

（5.3-2）

Q——工作状态下体积流量，m3/h；

d0——孔板孔径，m；

ΔP——通过孔板的压降，Pa：

γ——工作状态下的相对密度。

5.3.3气一液两相流

先分别按气，液流量各自用公式计算出液相孔板和气相孔板的孔径，然后以下式求出两相流孔板的孔径。

（5.3-3）

d1——液相孔板孔径，m；

dV——气相孔板孔径，m；

d——两相流孔板孔径，m。

5.3.4限流作用的孔板计算

按式（5.3-1）或式（5.3-2）或式（5.3-3）计算孔板的孔径（do），然后根据do/D和k值由附表1查临界流率压力比（γc），当每块板前后压力比P2/P1≤γc时，可使流体流量限制在一定数值，说明计算出的do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。

附表1：

限流孔板计算表

文件号

页码

版次

工程名称

装置/主项

位号

PID图号

管道号

管道类别（表号或外径x壁厚）

介质

流量

孔板流量系数

液体密度

分子量

压缩系数

孔板前温度

绝热指数

粘度

板数

第一块板

第二块板

第三块板

第四块板

第五块板

第六块板

孔板允许压差

孔板前绝压

孔板后绝压

开孔数

计算孔径

选用孔径

备注

编制/日期

校核/日期

审核/日期

附表2：

附图1