孔板选型

限流孔板选型及运用

一、现状及适用场合

限流孔板由于具有结构简单、易加工、制造成本低、安装方便等优点，在满足工艺要求的前提下，使用限流孔板代替调节阀来限定流量或降低压力，将会大大地降低投资和操作维修费用，因此在国外已被广泛地应用于工艺装置中。

限流孔板主要适合以下位置：1.工艺物料需要降压且精度要求不高的地方。2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，可在阀门上游串联孔板（必须经孔板节流不会产生气相）。3流体需要小流量且连续流通的地方，如泵的冲洗管道、热备用泵的旁路管道（低流量保护管道）、分析取样管等场所。4需要降压以减少噪声或磨损的地方，如放空系统。

二、孔板原理

限流孔板为一同心锐孔板，用于限制流体的流量或降低流体的压力。流体通过孔板会产生压力降，通过孔板的流量则随压力降的增大而增大。但当压力降超过一定数值，即超过临界压力降时，不论出口压力如何降低，流量将维持一定的数值而不再增加。限流孔板就是根据这个原理用来限制流体的流量或降低流体的压力。

三、限流孔板选型

由于不同工艺减压效果不同，为了满足不同的减压效果，孔板有两种分类：一种是按开孔孔数的多少来分，分为单孔和多孔；另一种是按孔板数量来分，分为单级和多级。

3.1 孔板级数和孔数的选择

3.1.1孔板级数的确定

在孔板选型中我们把介质分为两类：一类气体和蒸汽，另一类为液体。在介质为气体或蒸汽使用时为了避免使用限流孔板的管路出现噎塞流，限流孔板后压

力（P

2）不能小于板前压力（P

1

）的55%，即P

2

≥0.55P

1

，因此当P

2

<0.55P

1

时，

不能用单级，要选择多级，其级数要保证每板后压力大于板前压力的55%。当介质为液体时，液体前后压力降小于 2.5MPa时选择单级，液体压降大于 2.5MPa 时，选择多级孔板，且使每块孔板的压降小于2.5MPa。

3.1.2孔板开孔数量的确定

当管道公称直径小于或等于150mm 的管路，通常采用单孔孔板；大于150mm

时，采用多孔孔板。在计算多孔孔板时，首先按单孔孔板求出孔径（d ），然后按下式求取选用的多孔孔板的孔数（N ）。

22/o d d N =

式中

N ——多孔限流孔板的孔数，个； d ——单孔限流孔板的孔径，m ； d o ——多孔限流孔板的孔径，m ； 3.2孔板孔径的确定 3.2.1单级孔板的确定 3.2.1.1介质为蒸汽或气体

1043.78W C d P =⨯⨯⨯式中：W ——流体的质量流量，kg ／h ；

C ——孔板流量系数，由Re 和d 0/

D 值查表可得；

d 0——孔板孔径，m ； D ——管道内径，m ； P 1——孔板前压力，Pa ；

P 2——孔板后压力或临界限流压力，取最大者，Pa ； M ——分子量； Z ——压缩系数；

T ——孔板前流体温度，单位为K ； κ——绝热指数，k ＝Cp/Cv ； Cp ——流体定压热容，kJ/(kg ·K)； Cv ——流体定容热容，kJ/(kg ·K)； 3.2.1.2介质为液体

2

0128.45Q C d =⨯⨯

式中：Q ——工作状态下体积流量，m 3/h ； C ——孔板流量系数，由Re 和d 0/D 值可得；

d 0——孔板孔径，m ； ΔP ——通过孔板的压降，Pa ：

γ——工作状态下与4℃水的相对密度。 3.2.1.3介质为气液两相流

当介质存在气液两相流时，先分别按气体和液体介质各自用公式计算出液相孔板和气相孔板的孔径，然后以下式求出两相流孔板的孔径。

d =

式中：d 1——液相孔板孔径，m ；

d V ——气相孔板孔径，m ； d ——两相流孔板孔径，m 。 3.2.2多级孔板的确定 3.2.2.1介质为气体或蒸汽

多级孔板

当介质为气体或蒸汽时所需孔板级数可通过下式确定： P /1≥0.55P 1 P /2≥0.55P /1 ……

P 2≥0.55P /n-1 P 2≥(0.55)n P 1 n ≥lg(P 2/P 1)/lg0.55

≥-3.85lg(P 2/P 1)

n 圆整为整数，确定数值后重新分配各板前后压力，按下式求得某一级的板后压力：

() 1/112 /-⋅=m n m P P P P

式中

n——总板数；

P

1

——多板孔板第一块板板前压力，Pa；

P

2

——多板孔板最后一块板板后压力，Pa；

P

m

'——多板孔板中第m块板板后压力，Pa；

3.2.1.2 根据每块孔板前后压力，计算出每块孔板孔径，计算方法同单板孔板。同样n圆整为整数后，重新分配各级前后压力。

3.2.2 液体

3.2.2.1 先计算孔板总数(n)及每块孔板前后的压力

按式下式先计算出所需孔板级数n（n为圆整整数）：

n

P P =

-

⨯

12

6 2510

.

式中

n——总级数；

P

1

——多板孔板第一块板板前压力，Pa；

P

2

——多板孔板最后一块板板后压力，Pa；

再按每块孔板上压降相等，以整数(n)来平均分配每板前后压力，最后通过单级孔板的计算公式计算出孔径大小。