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188宝金博页面版: 限流孔板孔径计算优化

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内容提示: 质量管理179限流孔板孔径计算优化黄翼翔陈俊文陈庆( 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司)摘要:天然气站场放空系统是保障油气生产系统正常生产的关键。放空量和泄放速度对放空系统和站场安全影响巨大。对于高压气井,其安全泄放已成为站场设计的重要部分。限流孔板作为控制泄放流量和压力的关键部件,其孔径计算精度十分重要。本文通过分析常用的限流孔板计算方法,结合天然气生产实际,在软件模拟结果的基础上,对限流孔板计算公式进行优化。并通过实例比较计算结果。研究表明,优化后的孔径计算方法更加接近软件模拟结果,为设计人员进行限流孔板选用提供...

文档格式:PDF | 页数:3 | 浏览次数:261 | 上传日期:2015-02-19 08:10:32 | 文档星级:
质量管理179限流孔板孔径计算优化黄翼翔陈俊文陈庆( 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司)摘要:天然气站场放空系统是保障油气生产系统正常生产的关键。放空量和泄放速度对放空系统和站场安全影响巨大。对于高压气井,其安全泄放已成为站场设计的重要部分。限流孔板作为控制泄放流量和压力的关键部件,其孔径计算精度十分重要。本文通过分析常用的限流孔板计算方法,结合天然气生产实际,在软件模拟结果的基础上,对限流孔板计算公式进行优化。并通过实例比较计算结果。研究表明,优化后的孔径计算方法更加接近软件模拟结果,为设计人员进行限流孔板选用提供了实用计算工具。关键词:放空系统;限流孔板;H YSYS模拟;优化一、前言随着天然气开发技术的发展,高压生产系统已逐渐成为天然气站场的主要特征【1,2,3】。高压系统决定了有限的系统容积内,将存在更大的天然气体积。在下游故障或站场发生火灾时,必须采取及时的放空措施,以保证站场或集气站安全,防止进一步的破坏和损失。限流孔板作为天然气放空系统的压力等级控制元件,逐渐受到国内外天然气站场设计的重视。其稳定的泄放速度、固定的流通面积,对放空系统的平稳运行起到了关键韵作用。SY/T 1004314] 明确要求“ 在设备的尺寸及其容量很重要的地方,在控制火灾处另一种选择是对所有处理轻烃的设备在15m i n内进行降压,并设定降压速率,把压力降到690 kPa· g或降到容器设计压力的50%( 取其中的较低的压力) ” 因此,准确的限流孔板孔径计算,对放空系统设计、站场安全运行保障,意义重大。本文将对目前使用的限流孔板计算方法进行优化,提高其计算精度,为天然气设计人员提供可靠的计算工具。二、限流孔板工作机理限流元件设置在管道中,用于限制流体的流量或降低流体的压力[5】。天然气站场放空系统中广泛使用限流孔板,保证泄放工况平稳、泄放时间精准。限流孔板主要形式如图I所示。限流孔板工作机理可简述为: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( 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,只要孔板上游的压力保持一定,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。由此可见。限流孔板可有效地调节放空系统压力,控制泄放量。三、常用限流孔板计算公式( 1) Gas Condi ti oni ngandprocessi ng计算方法[6】计算公式如下:t=器xl n鲁一嘉㈩式中.t——放空时间。sB——系数.取0.09V——系统容积,m ,Cd——泄放系数,0.85;Av——泄放阀泄放面积。m 2Rd——气体比重:Z_气体压缩因子;T-一操作温度,K;P1——泄放前压力,kPa.a;P2——泄放后压力,kPa.a。该公式通过确定泄放体积和泄放介质。可以估算设定孔板尺寸下的泄放时间。然而,该公式忽略了定容泄放下,温度将随泄放时间增加而降低的规律;同时,限流孔板不仅可以用于定容泄放,也可以存在于安全阀旁通,作为检修放空限流使用,因此,该公式存在局限性。(2)H G,r 20570.15—95气体、蒸汽单孔孔板计算【7】计算公式如下:W --43.78· C· d5· P。√(筹>(南)[(鲁)l一(爱)牛](2)式中。W 一流体的质量流量。ks/h;C——孔板流量系数:d——孔板孔径,m ;D——管道内径;Z--气体压缩因子;P1——泄放前压力,Pa.a;P2一泄放后压力或临界限流压力(取较大值),Pa.a。M ——分子量。万方数据

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