输气管道站场泄放系统的计算

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1、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：TKO文献标识码：A文章编号：1674-3520(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

2、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一一依照APIRP521规定求解事故工况时允许的最小最大泄放量（15rnin内将设备或容器内的压力泄放至0.69MPa,具体计算可采用HYSYS、VISUALFLOW等软件）一一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

3、马赫数不超过0.9反算喉管面积）一一安全阀选型（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APIRP520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

4、能同时泄放的安全阀的设定压力合理确定。APIRP521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）一一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）一一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IMa、干管及总管流速低于0.7Ma的要求反算管径）一一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

5、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动态泄放模型一一计算得出满足规范要求的最大泄放量和Cv值一一选取满足要求的BDV阀一一根据所选阀门的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髙；（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

6、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）一一根据限流孔板前后压差选择孔板的形式（单板还是多板）一一按照孔径计算公式计算限流孔板的孔径dO（公式可参照HGT-20570.15）——根据临界流率压力比（Ye）—绝热指数（k）—孔径/管径（dO/D）关系表查得Ve判断孔板前后压力之比（P2/P1）与Ye的相对大小（若P2/P1

7、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）0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