丝网除沫器的设计计算..

丝网除沫器的设计计算..
（mm ）
(3
/m Kg ) (3
2
/m m
)
定SP 标准
型 扁丝
0.1×0.4 168
475
0.9788 性能介于型
HR
之间。

每100mm 的网垫层丝网
圆丝
0.23
320
DP 高扁丝
0.1×0.3 186
626
0.9765 除雾效
果好，但
注：（1）表中数据均为304不锈钢材质金属丝网
性能参数
（2）堆积密度：除沫器网块的质量与其所占空间体积的比值
比表面积：多孔固体物质单位质量所具有的内表面积与外表面积之和
空隙率：散粒材料的堆积体积中，颗粒
之间的空隙体积占堆积体积的百分率对湿饱和蒸汽进行除雾，没有对压力损失的严格要求，为尽量将饱和蒸汽中的液体颗
粒滤除干净，选用DP高效型过滤网，使用圆形网丝。

2.1.3丝网除沫器网块厚度
丝网除沫器网块的网层厚度分为100mm 和150mm 两种规格。

如气体内雾沫含量较低或除沫要求不高，可采用H=100mm 的丝网除沫器；如其体内雾沫含量较高且除沫要求较高，则需采用150mm 的除沫器。

为提高除沫效率，采用150mm 厚度规格丝网除沫器
2.2 丝网除沫器安装形式的选择
丝网除沫器分上装式和下装式。

当人孔位于丝网除沫器的上方时，选用上装式丝网除沫器；当人孔位于丝网除沫器的下方时，则选用下装式丝网除沫器。

根据储气容器的结构设计，丝网除沫器应安装于人孔上方，因此采用下装式安装结构。

2.3 丝网除沫器尺寸的计算
2.3.1 操作气速的计算
操作气速即气体通过丝网的速度，操作气速应选取适宜。

操作气速过底，雾沫在气体中的惯性太小，处于飘浮状态，通过丝网层时雾沫在丝网中飘浮而不能除净；操作气速太高，聚集的液滴不易从丝网中下落，液体充满丝网，使被捕集的液滴又飞溅起来，又被气体夹带走，造成液泛现象，从而降低除沫效率。

操作气速与除沫效率的关系如下图所示。

除沫效率（%）
操作气速（m/s ）
10050
液泛速度
90807060
（1）计算液泛速度
液泛速度计算公式为： g
g
L f K
V ρρρ-= 式中：f V —液泛速度，即造成液泛现象的最低气流速度，s m / K —气液过滤网常数，与丝网网型有关，可参考下表进行选取
L
ρ—工作温度及压力下，液体颗粒的密度，3
/m Kg
g
ρ—工作温度及压力下，气体的密度，3
/m Kg
（2）计算操作气速
求得液泛速度f V 之后，操作气速可用下式进行选择： f g V V )0.1~2.0(= 式中：g
V —操作气速，s m /
入公式可得
s m K V g g L f /86.1593
.9593.9852.8198.0=-=-=ρρρ
s m s m V V f g /86.1~/372.086.1)0.1~2.0()0.1~2.0(=⨯==
压力为1.6Mpa 时的操作气速
当储气罐内压力为1.6Mpa 时，温度为204C ︒。

饱和蒸汽的密度g
ρ为8.522Kg 液体颗粒的密度为8573
/m Kg ，选用DP 高效型丝网，K 的值为0.198。

将以上数据代入公
式可得
s m K
V g g L f /98.1522
.8522
.8857198.0=-=-=ρρρ s m s m V V f g /98.1~/396.098.1)0.1~2.0()0.1~2.0(=⨯==
压力为1.4Mpa 时的操作气速
当储气罐内压力为1.4Mpa 时，温度为198C ︒。

饱和蒸汽的密度g
ρ为7.551Kg 液体颗粒的密度为8653
/m Kg ，选用DP 高效型丝网，K 的值为0.198。

将以上数据代入公
压力为1.0Mpa 时的操作气速
当储气罐内压力为1.0Mpa 时，温度为184C ︒。

饱和蒸汽的密度g
ρ为5.63/Kg 液体颗粒的密度为8823
/m Kg ，选用DP 高效型丝网，K 的值为0.198。

将以上数据代入公
式可得
s m K V g g L f /47.263
.563
.5882198.0=-=-=ρρρ
s m s m V f /47.2~/494.047.2)0.1~2.0()0.1~2.0(=⨯=
压力为0.8Mpa 时的操作气速
当储气罐内压力为0.8Mpa 时，温度为175C ︒。

饱和蒸汽的密度g
ρ为4.618Kg 液体颗粒的密度为892.13
/m Kg ，选用DP 高效型丝网，K 的值为0.198。

将以上数据代
入公式可得
s m K
V g g L f /74.2618
.4618
.41.892198.0=-=-=ρρρ s m s m V f /74.2~/548.074.2)0.1~2.0()0.1~2.0(=⨯=
压力为0.6Mpa 时的操作气速
2.3.2 除沫器直径的计算
丝网除沫器直径的计算，由所需的气体处理量和操作气速有关。

圆形的丝网除 沫器，其直径由以下公式计算确定：
g
V Q
D ⨯=
π4 式中：D
—丝网除沫器计算直径，m
Q —丝网除沫器的气体处理量，即每秒钟通过丝网除沫器的气体体
积，s
m /3
g
V —操作气速，s m /
732
.076.1⨯⨯ππ取最大直径的丝网除沫器直径为1000mm
，根据公式g
V Q
D ⨯=
π4可得：其能处理的最小气量为s m s
m m /57.04
/732.0)0.1(32=⨯⨯π；
其能处理的最大气量为s m s
m m /38.14
/76.1)0.1(32=⨯⨯π；
则1000mm 丝网除沫器所能处理气量范围为：s m s m /38.1~/57.033 ）按设计计划，要求丝网除沫器的最小气体处理量为
s m h m h Kg /001.0/6.3Kg/m
2.679/7.93
33
==（0.0097h t /，0.5Mpa ） 按照公式g
V Q
D ⨯=
π4计算的所需要的丝网除沫器直径选择范围为：
m D m 732
.0001
.0476.1001.04⨯⨯<<⨯⨯ππ
计算得： mm D mm 4227<<
但根据HG/T 21618—1998标准，下装式丝网除沫器的最小直径为700mm ，由公式Q
D =
4可得，700mm 丝网除沫器可以进行有效除沫处理的最小气量和最
丝网除沫器的气液分离效率有两部分构成，分别是直接拦截分离效率和惯性撞击效率。

（1）直接拦截
气体流过丝网结构时,如果气体中的液滴大于丝网结构的孔径,它们将受到孔的拦截而被分离出来。

若液滴直接撞击丝网,它们也将被拦截。

直接拦截可以收集一定数量比其孔径小的颗粒
单网直接拦截效率计算公式为：
)]2
22(11)1()1ln()1(2[21542
R R R R R R R K u R +--++++-++=αη
式中：4
3
4ln 212--
+-=αααu K
εα-=1
ε为丝网孔隙率
w
D d R =
d 为液体颗粒的平均直径，m ；w
D
为丝
网丝径，m
（2）惯性撞击
液滴在流动的气体中具有质量和速度,所以它具有动量。

当气体和它所夹带的液滴通过丝网时,气体将选取阻力最小的通道流过,并且将顺着丝网结构改变方向,即流线发生偏折。

因为液滴具有动量,所以较大液滴由于惯性作用仍然向前作直线运动,使位于气流中心或者接近气流中心处的液滴投向或撞击到丝网上而被分离出来。

在气液分离中,惯性撞击对粒径大于20 μm 的大液滴所起的作用是比较明显的。

当操作气速小于液泛速度时，单网惯性撞击捕沫效率计算公式为：
K I Φ=η 式中：
K
—碰撞系数，w
g g
L D V d K μ
ρ182=
Φ
为与α和R 相关的参数，对应关系见下表
d
—液体颗粒的平均直径，m w D —丝网丝径，31019.0-⨯ m
g
μ—气体动力粘度，s m Kg ./
g V —操作气速
L ρ—工作温度及压力下，液体颗粒的密度，3/m Kg g
ρ—工作温度及压力下，气体的密度，3
/m Kg
（3）当操作气速小于液泛速度时，丝网除沫器总的除沫效率计算公式为：
n I R C E )](1[1ηη+--=，
式中：
E —总除沫效率，%100⨯
C
—与丝网型式有关的系数
n—丝网层数
64103102.60048.0--⨯=⨯⨯=Φ=K I η
3）总效率计算
36
.0)]10300086.0(15.01[1)](1[1456=⨯+⨯--=+--=-n
I R C E ηη
．湿蒸汽通过通过700mm 除沫器的除沫效率计算过程为：
（1）单网直接拦截效率计算
0.02350.9765-11==-=εα
026.0==
w
D d
R
15
.14
34ln 212=--+-=αααu K
00086.0)]2
22(11)1()1ln()1(2[21542
=+--++++-++=R R R R R R R K u R αη2）单网惯性撞击捕沫效率计算
4
3
52
6210
4.121019.01041.1180026.01.91710518----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==）（w g g
L D V d K μρ
=
Φ0.0048
2.4 丝网除沫器压损的计算
气体通过丝网除沫器后的压降损失可以通过以下公式进行计算，一般要求丝网除沫器的的压降损失控制在250-500Pa 以下。

81.9)
1(2
⨯-=
∆w
c g g D G H fV p ερ
式中： p
∆—压力损失，Pa
f —丝网对气体的摩擦系数，对于金属丝网，一般可以取 1.5
g V —操作气速，取1.584s m /
H —丝网厚度，取0.15m
g ρ—气体密度，取10.573/m Kg
ε—丝网孔隙率，可参照下表进行选取
网型 空隙率ε SP 0.9788 HP 0.9839 DP 0.9765 HR
0.9832
c G —重力加速度，取9.8/s m
w D —丝网丝径，31019.0-⨯ m
丝网除沫器的结构有两种，分别为盘形结构和条形结构。

盘形结构即用丝网盘卷成所需直径大小的除沫器，这种结构要求丝网在盘卷时的波纹交错，且疏密一致，否则易产生气体短路，影响除沫效果。

盘型结构仅适用于直径较小的丝网除沫器，直径一般在300mm ～600mm 的范围内。

条形结构是目前普遍使用的一种结构，它是用丝网一层一层地平铺，铺至规定的层数，在网层上下各放一块格栅，将网层压至除沫器所需的高度尺寸，用定距杆和扎丝使其固定成为整块。

条形网块的形状和大小，依据除沫器的直径而定。

条型结构除沫器的适用直径范围较宽，一般在300mm～5200mm的范围内。

1- 网层 2-格栅 3-定距杆 4-扎丝
储气罐所用丝网除沫器采用条形结构
3.储气—除雾容器的设计
储气—除雾容器的设计要求
工作介质湿饱和蒸汽
结构形式为方便多层丝网除雾器的安装，采用立式结构
最高工作压力2.0 MPa 设计压力不低于最高
工作压力的1.1倍，即
不低于1
0.2⨯
=
P
MPa
最高工作温度215℃设计温度取最高工作温度的1.1
236
1.1
215=
⨯
=
T
公称容积10 3m
丝网除沫器。