【正文】 的情況下減小液面落差。其結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜，只適用于塔徑很大，液體流量很大的特殊場合。 綜上分析，液體在塔板上流徑愈長，氣液接觸時間越長，有利于提高傳質(zhì)效率；但液面落差也隨之增大，造成氣體分布不均，導(dǎo)致漏液現(xiàn)象使塔板效率下降。所以，選擇何種降液裝置要根據(jù)液體流量、塔徑大小等條件綜合考慮。下表列出溢流類型與液體負(fù)荷及塔徑的關(guān)系，可供設(shè)計時參考。溢流類型與液體負(fù)荷及塔徑的關(guān)系  2) 溢流裝置的設(shè)計降液管有圓形和弓形之分。圓形降液管的流通截面小，沒有足夠的空間分離液體中的氣泡，氣相夾帶（氣泡被液體帶到下層塔板的現(xiàn)象）較嚴(yán)重，塔板效率較低，此外，溢流周邊利用也不充分，影響塔的生產(chǎn)能力，通常僅在小塔中采用。弓形降液管具有較大的容積，又能充分利用塔板面積，應(yīng)用較為普遍。　　今以弓形降液管為例，介紹溢流裝置的設(shè)計方法。溢流裝置的設(shè)計參數(shù)包括溢流堰長lw、堰高h(yuǎn)w；弓形降液管寬度Wd、截面積Af；降液管底隙高度ho；進(jìn)口堰高度hw′、與降液管間的水平距離Hl等溢流堰:溢流堰設(shè)置在塔板的液體出口處，其作用是維持板上有一定高度的液層并使液體在板上均勻流動的裝置。將降液管的上端高出塔板板面，即形成溢流堰。降液管端面高出塔板板面的距離，稱為堰高，以hw表示，弓形溢流管的弦長稱為堰長以lw表示。溢流堰的形式有平直形和齒形兩種。堰長lw應(yīng)由液體負(fù)荷及溢流型式而定。對于常用的弓形降液管：單溢流 lw= （～）D雙溢流 lw= （～）D其中，D為塔徑，m。本設(shè)計取為單溢流：lw==*900=540mm堰高h(yuǎn)w需根據(jù)工藝條件與操作要求確定。設(shè)計時，一般應(yīng)保持塔板上清液層高度在50～100mm。 堰高的計算式可寫成為：hw =hl how式中：hl——板上液層高度，m；how——堰上液層高度，m 。堰上液層高度對塔板的操作性能有很大的影響。堰上液層高度太小，會造成液體在堰上分布不均，影響傳質(zhì)效果，設(shè)計時應(yīng)使堰上液層高度大于6mm，若小于此值須采用齒形堰；堰上液層高度太大，會增大塔板壓降及霧沫夾帶量。一般設(shè)計時不宜大于60～70mm，超過此值時可改用雙溢流形式。對于平直堰，堰上液層高度 w可用弗朗西斯（Francis）經(jīng)驗公式求算：式中：Ls——塔內(nèi)液體流量，m3/h；lw——堰長，m；E——液流收縮系數(shù)?！　∫毫魇湛s系數(shù)E，可由液流收縮系數(shù)計算圖查取。一般情況下可取E=1，所引起的誤差對計算結(jié)果影響不大。=前已述及，板上清液層高度變化可在50～100mm范圍內(nèi)選取。因此，取板上清液層h1=60===在求出how后，堰高應(yīng)在下式范圍：如上所求出：堰高=～，對于減壓塔的hw值應(yīng)較低，以降低塔板的壓降。弓形降液管及底隙高度:弓形降液管的設(shè)計參數(shù)有降液管的寬度Wd及截面積Af。Wd及Af可根據(jù)堰長與塔徑之比lw/D由弓形降液管的參數(shù)圖查得。液體在降液管內(nèi)應(yīng)有足夠的停留時間，使溢流中的泡沫有足夠的時間在降液管中得到分離。由實踐經(jīng)驗可知，液體在降液管中的停留時間θ一般不應(yīng)小于3～5s，對于高壓下操作的塔及易起泡的物系，停留時間應(yīng)更長一些。為此，在確定降液管尺寸后，應(yīng)按下式驗算降液管內(nèi)液體的停留時間θ，即：即：若不能滿足式中要求，應(yīng)調(diào)整降液管尺寸或板間距，直至滿足要求為止。降液管底隙高度h0是指降液管底邊與塔板間的距離。確定h0的原則是：保證液體夾帶的懸浮固體在通過底隙時不致沉降下來而堵塞通道；同時又要有良好的液封，防止氣體通過降液管造成短路。降液管底隙高度h0可用下式計算：式中：LS——塔內(nèi)液體流量，m3/s；u0′——液體通過降液管底隙的流速，m/s；一般可取u0′=～。根據(jù)以上可得出=（3600**）=降液管底隙高度h0應(yīng)低于出口堰高度hw，才能保證降液管底端有良好的液封，一般應(yīng)低6mm，即：h0= =降液管底隙高度一般不宜小于20～25mm，否則易于堵塞，或因安裝偏差而使液流不暢，造成液泛。在設(shè)計中，塔徑較小時可取h0為25～30mm，塔徑較大時可取h0為40mm左右，最大可達(dá)150mm。 目前我國已經(jīng)制定了管殼式換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計中應(yīng)盡可能選用系列化的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，這樣可以簡化設(shè)計和加工，但是實際生產(chǎn)條件千變?nèi)f化，當(dāng)系列產(chǎn)品不能滿足需要時，仍應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的具體要求而自行設(shè)計非系列標(biāo)準(zhǔn)的換熱器。標(biāo)準(zhǔn)系列換熱器的一般設(shè)計步驟了解換熱器的物理化學(xué)性質(zhì)和腐蝕性能。由熱平衡計算傳熱量的大小，并確定第二種換熱流體的用量。決定流體通入的的空間計算流體的定性溫度，可以確定流體的物性數(shù)據(jù)。計算有效平均溫差。一般按逆流計算，待后在較核。選取經(jīng)驗的傳熱系數(shù)k值計算傳熱面積。由系列標(biāo)準(zhǔn)選取換熱器的基本參數(shù)校核傳熱系數(shù)，包括管程，殼程給熱系數(shù)的計算。假如校核算的k值與原選的經(jīng)驗值相差不大；，就不再進(jìn)行校核；如果相差較大，則需要重新假定k值并重復(fù)上敘6以下步驟。校核有效平均溫差。校核傳熱面積，使其有一定的安全系數(shù)，否則需重新計算 設(shè)計計算流體阻力，如果超過允許范圍，需要重疊換熱器在行計算。本設(shè)計換熱器設(shè)計與計算如下：1．傳熱量Q： =（50*/86400**）**（4020）為天然氣在定壓下的質(zhì)量比熱在查表得出校正值：=所以得出：==+=根據(jù)以上求出Q=240kw考慮到熱負(fù)荷損失Q總=*240=264kw2貧甘醇出口溫度： =264/（*）+（50+273）==1343選型，和確定流體通如空間：由于天然氣比較清潔，無須經(jīng)常清洗，古選用殼管浮頭式換熱器 因給熱系數(shù)計算公式要求，故用流體的算術(shù)平均溫度。 天然氣： T=（+）=30 三甘醇 t=（+）=925．有效平均溫差：先按逆流計算：10 120由于/2，故可采用算術(shù)平均溫差： （）逆=（+）=756）選取傳熱系數(shù)K： 根據(jù)有關(guān)圖表查得，取K=500W/（）7）初算傳熱面積F： ==240*1000/70*500= 考慮安全系數(shù)，取傳熱面積 F= =*=：有關(guān)站內(nèi)管道的管徑和壁后的設(shè)計。選擇管線設(shè)計應(yīng)考慮以下影響因素：最大操作壓力流量、現(xiàn)場位置、政府法規(guī)、環(huán)境影響、公司政策。選擇管線規(guī)格的第一步是計算管徑，依據(jù)以下公式計算管徑并調(diào)整到大一個規(guī)格的管徑。確定管壁的厚度，設(shè)計者需要知道最大操作壓力和最小屈服強(qiáng)度規(guī)定限。計量站和其管線的最大操作壓力由已知或假設(shè)的最大操作壓力確定，最小屈服極限由政府法規(guī)和公司政策決定。管道施工中最主要的接頭的形式是對接接頭，其次是丁字接頭、角接接頭。基本坡口類型有V型、U型、X型、雙U型及直邊坡口，其中V型和U型坡口為管道焊接中最主要的坡口類型。按GBJ235－82規(guī)定對于不同壁厚的管子，由于有內(nèi)壁錯邊量的要求，即Ⅰ、Ⅱ級焊縫內(nèi)壁錯邊量不應(yīng)超過壁厚的10℅且不大于1mm；Ⅲ、Ⅳ級焊縫不應(yīng)超過壁厚的20℅且不大于2mm。當(dāng)薄件厚度小于或等于10mm、厚度差大于3mm；薄件厚度大于10mm，厚度差大于薄件厚度的30℅或超過5mm時，應(yīng)按《石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計手冊》第一篇設(shè)計與計算中的表2301的坡口型式進(jìn)行加工。地上管線的安裝高度應(yīng)符合下列要求；管架敷設(shè)的管線，當(dāng)架空管帶下面安裝有泵、換熱器或其他設(shè)備時，管底距地面的高度應(yīng)滿足設(shè)備安裝和檢修時的起吊要求；管墩敷設(shè)的管線，～。與人行道交叉時應(yīng)加設(shè)過橋管道的設(shè)計計算——管徑和管壁厚度 管道的設(shè)計計算和安裝不當(dāng)，將會影響整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及工作的可靠性，甚至?xí)韲?yán)重的破壞性事故。：本設(shè)計取經(jīng)濟(jì)流速為8m/s（5~10m/s）帶入上述公式管道內(nèi)徑 ===。：管壁厚度取決于管道內(nèi)氣體壓力。 ，可采用碳鋼、合金鋼焊接鋼管；中壓管道，通常采用碳鋼、合金鋼無縫鋼管。其壁厚可近似按薄壁圓筒公式計算： = 　　　式中，為管內(nèi)氣體壓力（MPa）；為強(qiáng)度安全系數(shù)，取[σ]為管材的許用應(yīng)力（MPa），常用管材許用應(yīng)力值列于下表；為焊縫系數(shù)，無縫鋼管=1，直縫焊接鋼管=；為附加壁厚（包括：壁厚偏差、腐蝕裕度、加工減薄量），為簡便起見，通常當(dāng)＞6mm時，≈；當(dāng)≤6mm時， =1mm。當(dāng)管子被彎曲時，管壁應(yīng)適當(dāng)增加厚度，可取 =式中，為管道外徑；為管道彎曲半徑。，應(yīng)查閱相關(guān)專業(yè)資料進(jìn)行計算，在此不做敘述。常用管材許用應(yīng)力鋼 號壁 厚（mm）不同溫度下需用應(yīng)力值 （MPa）≤20oC100oC150oC10≤1011311310920133133131Ocr18Ni9Ti1401401401cr18Ni9Ti140140140注：，管路材料推薦采用20鋼。例2： 算出本設(shè)計中管路的厚度。管路材料為20鋼 公式 =中 n=2 , p= MPa , =725 如上表20＃鋼150oC時的許用應(yīng)力為131，本設(shè)計溫度低于150 oC即σ＝133 ＝1 , C =1 =＝=5mm 根據(jù)API5L 標(biāo)準(zhǔn)鋼管規(guī)格 選取故選取管道為： ：流量計由于計量是用于結(jié)算，所以必須準(zhǔn)確、可靠和安全的計量，應(yīng)考慮以下因素：最大和最小流量、操作壓力、流量分布、未來流量的增加、操作和維護(hù)、公司政策。西氣東輸管道工程天然氣貿(mào)易交接與管道流量計量采用的氣體超聲波流量計，在國內(nèi)大口徑輸氣管道計量系統(tǒng)中尚無先例。目前我國計量主管部門批準(zhǔn)了超聲波流量計作為流量計量器具，為使用氣體超聲波流量計提供了依據(jù)。而已成為當(dāng)今氣體流量(特別是高壓、大口徑)計量的首選儀表，它的技術(shù)特點如下：(1)適用于大口徑,口徑范圍自75～l200mm，最大口徑可達(dá)2600mm；(2)％,％；(3)量程比很寬,可達(dá)l:300以上；(4)所需上下游直管段較短,上游為10D,下游為3D；(5)無可動部件,使用安全、可靠；(6)換能器輕巧,所占空小,目前已推出外夾式,安裝維護(hù)方便；(7)無壓損,為節(jié)能產(chǎn)品,可降低輸氣管道增壓費用；(8)可進(jìn)行雙向流量測量；(9)可測質(zhì)量流量；(10)不受渦流及橫截面流速分布變化的影響；(11)可精確測量脈動流；(12)不受溫度、壓力、氣體組分變化的影響；(13)不受沉淀物、濕氣的影響；(14)可不斷流、帶壓狀態(tài)下更換換能器；(15)具有自檢、自診斷功能；(16)管內(nèi)無阻流件，可允許清洗球自由通過管道和流量計進(jìn)行清洗根據(jù)以上選擇：差壓自適應(yīng)式孔板流量計差壓自適應(yīng)式孔板流量計有悠久的歷史背景，各種試驗數(shù)據(jù)齊全。結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件、長期使用穩(wěn)定可靠，豐富的設(shè)計制造和應(yīng)用經(jīng)驗。標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可不必進(jìn)行實流標(biāo)定。標(biāo)準(zhǔn)孔板有可靠的實驗數(shù)據(jù)和完善的國際、國家標(biāo)準(zhǔn)。在國外和國內(nèi)有著其固有的巨大市場，用戶熟悉、數(shù)據(jù)完善；遵循國際標(biāo)準(zhǔn)計算與加工、使用靈活方便；國內(nèi)目前流量測量中應(yīng)用最廣泛的仍然是差壓式流量計，據(jù)有關(guān)資料的估計占流量儀表總用量的60%70%之間。它在石油、化工、礦冶、鋼鐵、電力、水利、造紙、制藥、食品和化纖等許多行業(yè)中被廣泛使用。主要技術(shù)參數(shù) ▲公稱通徑： DN50 – DN1000 ▲依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T262493進(jìn)行設(shè)計制造 ▲依據(jù)國家檢定規(guī)程JJG 64094進(jìn)行出廠檢定 ▲取壓方法： 角接取壓、法蘭取壓、DD/2取壓 ▲基本精度： 177。%、177。1%、177。% ▲流量范圍： ≥ 1:15 ▲公稱壓力： 、、10（MPa） ▲被測介質(zhì)： 水、空氣、天然氣、飽合蒸氣、過熱蒸氣、其它混合介質(zhì) ▲被測介質(zhì)溫度：10℃~+450℃ ▲供電電源： 24VDC ▲顯示： LCD同屏顯示瞬時流量、累積流量、流體壓力、流體溫度及差壓值 ▲輸出信號： 420mA DC或RS485通訊 ▲防爆性能： 本安型ibIICT5：天然氣集輸工程 ：曾自強(qiáng) 張玉芳 主編 石油工業(yè)出版社 塔設(shè)備*化工設(shè)備設(shè)計全書 ：路秀林 王者相 主編 化學(xué)工業(yè)出版社換熱器*化工設(shè)備設(shè)計全書 ：秦叔經(jīng) 葉文邦 等編 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工程師手冊 ：化學(xué)工程師手冊編編輯委員會 編 機(jī)械工業(yè)出版社58