SHT 3035-2018 石油化工工艺装置管径选择导则.pdf

ICS 23.040 P72 备案号:J880-2019 中华人民共和国石油化工行业标准 SH/T 3035-2018 代替SH/T3035-2007 石油化工工艺装置管径选择导则 Guideline for pipeline sizing in petrochemical industry 2018-07-04发布2019-01-01实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 SH/T 3035一-2018 目次 前言.III 11111i吁中句 J 句3句J叮/ODAVOV句3 叮中句 3 寸foo-qr 句342 4I 吁中斗中?1J 句3句3句3A .A AA. 降 力 压 擦阵 摩力 围降和压 范降力量擦 速力压流摩 流压擦量和 的擦摩质量 中摩和的流 择算道和量道的 计算管量流管道 步定阵计在流的气管 初确定力降质的道蒸气 的啊确压力介道管水启工 名祀的的陆用管品和缩 管管径道自常水油饱压 道道管管道 管管道求流管) 件瞅瞅帕白眼附棚牛比比如惊配 缩缩殖管择型两四时时时四明 用义道压压缩济选蒸型 引盹罔求情可可压相歪闪蒸酬酬酬则叫川剧阴 阳tm时野摄相Iq不可制制非闪 UU(UE(用软 范规术主基单 123 气 123BE 则条 r 队瓦队 111 录录录录录导 1234567 附附附附附本附 I SH/T 3035-2018 目IJ1=1 根据中华人民共和国工业和信息化部关于印发2015年第三批行业标准制修订计划的通知)(工信 厅科(2015)115号)的要求，本导则编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国内标准 和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本导则。 本导则共分7章和5个附录。 本次修订的主要技术内容是: 修改了标准的适用范围: 一一修改了防止静电部分的内容; 一一新增了氧气、氢气、乙快等介质的安全流速要求: 一一新增了防止水击破坏的要求; 一一修改了两相流管道压力降的安全系数。 本导则由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司工艺系统设计技术中心站负责 日常管理，由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄 送日常管理单位和主编单位。 本导则日常管理单位:中国石油化工集团公司工艺系统设计技术中心站 通讯地址:北京市朝阳区安慧北里安园21号 邮政编码:100101 电话:010-84877092 传真:010-84878842 本导则主编单位:中国石化工程建设有限公司 通讯地址:北京市朝阳区安慧北里安园21号 邮政编码:100101 本导则参编单位:中石化上海工程有限公司 中石化南京工程有限公司 本导则主要起草人员:张建华霆江海杨照张艺邢亚琴 本导则主要审查人员:张斌葛春玉吴德飞李和杰蒋国贤李永先吴德娟宋继武 周鹏林彩虹齐青 本导则1991年首次发布，2007年第1次修订，本次为第2次修订。 III SH/T 3035-2018 石油化工工艺装置管径选择导则 1 范围 本导则给出了石油化工工艺装置管道的管径选择方法。 本导则适用于石油化工工艺装置管道的管径选择，不适用于非牛顿流体、气力和水力输送管道的管 径选择。 2 规范性引用文件 下列文件对于本导则的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本导则。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本导则。 GB 16912 深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程 GB 50031 乙:快站设计规范 GB 50177 氢气站设计规范 SH/T 3108 石油化工全厂性工艺及热力管道设计规范 3 术语和定义 3.1 3.2 3. 3 3.4 3.5 3. 6 3. 7 下列术语和定义适用于本导则。 牛顿流体newtonian fluid 流动过程中剪应力与剪变率之比为常数、并等于其动力勃度的流体。 非牛顿流体non-newtonian fluid 流动过程中剪应力与剪变率之比不是常数的流体。 可压缩流体compressible fluid 密度随压力的变化而变化的流体。 不可压缩流体incompressible fluid 密度不随压力的变化而变化的流体，或密度虽有变化但变化值很小的流体。 表观流速superficial velocity 在气液两相流中，假定只有其中一相物质在管内流动而计算的流速。 均相流速homogeneous velocity 假定气液两相流中气相与液相的流速相同，两相流可视为均匀混合物，由此计算的流速。 均中目密度homogeneous density 假定气液两相流中气相与液相的流速相同，两相流可视为均匀混合物，由此计算的密度。 SH/T 3035-2018 3. 8 均相比容homogeneous specific volume 假定气液两相流中气相与液相的流速相同，两相流可视为均匀混合物，由此计算的比容。 3. 9 均相动力靠自度homogeneous viscosity 假定气液两相流中气相与液相的流速相同，两相流可视为均匀混合物，由此计算的动力站度。 3.10 截面含气率void fraction 气液两相流中，气相物质所占的流通截面积与稳个:tf;:道截i面积的比值。 4 主要符号 2 C一一声速 功一一一管道的内径 G一一流体的质量流速 Gc一一两相流在管道出口端的极限质量流速 Gg一两相流中气相的表观质量流速 G1 两相流中液相的表现质量流速 g一重力加速度 L一-直管的长度 La 管道的计算长度 Le 管道附件的当量长度 M 气体的相对分子质量 Ma一-马赫数 M一-管道的压力降 Ma一-两相流的加速度压力降 Mc一一调节阀的压力阵 i:.Pe 设备的压力降 i:.Pf 管道的摩擦压力降 Mh一一两相流在垂直或倾斜向上管道内的主力压力阵 qm二一流体的质量流量 qmg一一两相流中气相的质量流量 qml 两相流中液相的质量流量 qv 流体的体积流量: qvg一-两相流中气相的体积流量 qvl 两相流中液相的体积流量 Re 一雷诺数 Reg一一两相流中气相的单相雷诺数 ReH一一两相流的均相雷诺数 Rel一一两相流中液相的单相雷诺数 T一绝对温度 u一一流体的流速 Ugs一一两相流中气相的表现流速 UH一一-两相流的均相流速 U)S一一两相流中液相的表观流速 W一一输送每千克流体需输入的功 Z一一一高度 截面含气率 N 计算加速度压力降用截面含气率 一一两相流的体积含气率 y一一气体的绝热指数(Cp/C) V一一流体的运动站度 一一一流体的比容 Vg一一两相流中气相的比容 H 两相流的均相比容 V)一一两相流中液相的比容 流体的动力勃度 的两相流中气丰目的动力勃度 H 两相流的均相动力茹度 l一一两相流的液相的动力和支 一一流体的密度 e一一两相流的真实密度 自一一两相流中气相的密度 H 两相流的均相密度 l 两相流中液相的密度 A一一直管的阻力系数 E一一管壁的绝对粗糙f x 两相流的质量合气率 5 基本要求 5. 1 管径选择宜通过初步选择和最终确定两个阶段ill行。 5. 2 管径选择应满足下列要求: a) 工艺生产条件(如流量、1:l、压主); b) 介质的安全输送: c) 噪声控制; d) 管壁磨损的限制; e) 建设投资和操作费用预期的综合放呆: f) 管材的标准规格。 SH/T 3035一2018 5. 3 流体的体积流量或质量流量应按正常生产条件下的最大流量确定，泄放管道的流量应按工艺系统 设计的最大泄放量确定。 5.4 常用介质在管道中的流速范围参见附录A。 6 单相流管道 6. 1 不可压缩流体管道管径的初步选择 6. 1. 1 液体应按不可压缩流体进行计算。 3 SH/T 3035一2018 6. 1.2 气体是可压缩流体，当管道进出口端的压差小于进口端绝对压力的20%时，可按不可压缩流体 计算管径。流体的密度或比容应按下列规定取值: a) 管道进出口端压差小于进口绝对压力的10%时，可取进口端或出口端的密度值或比容值1 b) 管道进出口端压差大于或等于进口绝对压力的10%时，应取平均压力下的密度值或比容值。 6.1.3 当管道两端的压差、位差有限制或需要利用时，管道的内径可根据式(6.1.3一1)或式(6.1.3-2) 计算，并宜按管道的标准规格初步选择。 dj = 0.007 x0207 vomxLa0207q!38APOM . (6.1.3-1) 或 dj = 0.007 X UO.174 x VO.033吨。加Xq38 X AP-O.207. (6.1.3-2) 式中: di一一管道的内径，m; 一流体的密度，kg/m3; V一流体的运动粘度，m2/s; La一一管道的计算长度，r曰: qv一流体的体积流量，m3/h; !1P 管道的压力降，kPa; u 流体的比容，m3/kg; qm一一流体的质量流量，kglho 6.1.4 管道的摩擦压力降和管道系统的压力降宜按:式(6.1.4一1)和式(6.1.4-2)计算: APr =AP -I.-. (6.1.4一1) AP=X(Zl -Z2)Xg+(u -u;)+Wx10-3十(-Pz)., (6.1.4-2) 2 式中: APf 管道的摩擦压力降，四a; AP一管道系统的压力降，四a; !1Pe一一设备的压力降，kPa; AP一一调节阀的压力降，kPa; 流体的密度，kg/m3; Zj一一管道入口端距计算墓准面的高度，ID; Z2一一管道出口端距计算基准面的高度，m; g一一重力加速度，m/S2; Uj一管道入口端的流速，m/s; 的一管道出口端的流速，m/s; W一一一输送每千克流体需输入的功，J/kg; Pj -一一管道入口端的流体压力，kPa; P2一一一管道出口端的流体压力，kPao 6. 1.5 调节阀应根据工艺生产条件和调节阀的特性确定其压力降。正常流量下，调节阀的压力阵不宜 低于管道系统压力降的30%;在流量比较平稳的管道系统中，可取不小于管道系统压力降的20%。 6. 1.6 管道的计算长度应为直管长度与管道附件的当量长度之和，应按式(6.1.6)计算: 4 SH/T 3035-2018 La =L +I-Le (6.1.6) 式中: L 直管的长度，m; Le 管道附件的当量长度，m 6. 1.7 在初选管径阶段，管道的计算长度宜按下列步骤求取: a) 初估计算长度，根据直管长度和管道附件数量，可取直管长度的1.3倍2倍; b) 用初估计算长度及表6.1.7的值，直接本导则式(6.1.3-1)和式(6.1.3-2)计算管内径，并宜按 管材标准规格选择管内径: c) 按选择的管内径和表6.1.7中的当量长度与管道内径的比值(Lel码)计算管道附件的当量长度: d) 按式(6.1.6)核算管道的计算长度后与初估计算长度进行比较: e) 当核算的计算长度小于初估计算长度时，选用初估长度;当核算的计算长度大于初估计算长度时， 以核算得的计算长度重复步骤b)d)的计算，直至核算的计算长度大于或等于初估计算的长度。 表6.1. 7 当量长度与管道内径的比值(Lel矶) 管道附件名称Leldi 45。标准弯头16 90。标准弯头3040 180。标准弯头5075 从工迪的侧管流出60 等径三通 从三通的侧管流入90 截止阀(全开)300 角阀(全开)145 |南阀(全开)7 带有滤水器的底阀(全开)420 旋启式止回阀135 升降式止回阀600 DN三20045 蝶阀(全开)DN250DN350 35 DN400 DN600 25 旋塞阀(全开)18 盘式流量计(水表)400 文氏流量计12 转子流量计200300 由容器进入管道20 6. 1.8 当采用百米压阵初选管径时，管道内径宜根据百米管长的摩擦压力降控制值按式(6.1.8-1)或 式(6.1.8-2)计算，并选取标准规格的管径。 式中: di =0.018x0207V0033xqv038APfl000207.HH-. (6.1.8-1) 或d1=0.Olkdl74V