火炬排放管网压力降的简便计算法 1 引 言 化工、石油化工及炼油等大型工艺装置都需要一个庞大的火炬排放系统，该系统的设计计算是化工设计的重要内容，它不仅仅是一个经济问题(火炬排放系统投资约占装置总投资的 2％一3％)，更重要的是一个安全与环保问题。因此，对火炬排放系统的设计与计算，已形成了一些规定的方法与导则。 排放管网的压力降计算，是确定管网管道直径的依据。由于排放介质(工艺气体)的可压缩性，其密度在管道流动过程中不断变化，因而流速也在不断改变；流速的变化又影响到管道中的压力降；管道中的压力降又影响到介质密度；介质密度反过来再影响流速。这种相互影响、相互交错的管道流动特性，使得实际计算工作需要大量的反复试凑才能完成。虽已有一些大型商业软件，可解决管网的模拟计算问题，但工程师们更希望有一种简捷直观的工程方法，来进行快速估算。尤其在装置的初步设计阶段，或者对现有装置的安全性进行分析评价时，这种简捷的工程计算方法，更受到工程师们的青睐；基于等温及绝热流动方程，对可压缩气体在管道中流动所产生的压力降，提出了一些简化计算方法.这些方法大都适用于管道入口压力为已知的情况。但对于大型炼油装置，同时泄放的物流往往可达10股之多。此时，流股交汇处必须满足相交汇的流股压力相等的条件。若仍以管道入口处(即泄放装置的出口处)作为计算压降的起点，沿流动方向进行计算，会使本来就很繁琐的试差计算，变得更加困难，甚至无法进行。本文针对火炬排放管网计算的这一特点，提出了一种新的简捷计算方法。 2 计算原理 对于可压缩流体在管道中的流动，LappLe基于等温流动方程，推导出了如下关系式： r2＝M12(lnr2—fL／D)十 1 (1) 式中：f为摩擦系数，D为管道内径，m、L为管道当量长度，m；M1为管道人口处的马赫数；r为压力 P2与 Pl的比值，Pl和 P2分别为管道人口和出口处的绝对压力，Pa。 注意到 M1＝rM2，代人式(1)得： r2＝r2M22(1nr2—fL／D)十 1 (2) 式(2)中的 M2为管道出口处的马赫数，其余符号同式(1) 将式(2)作进一步改写： fL／D＝(1—r2)／r2M22十 lnr2 (3) 式(3)便是管网压降计算的基础。为简化试差计算，将式(3)按 r对(fL／D)作图，如图1所示。 马赫数 M定义为泄放介质的流速 u(m／s)与当地音速 uc(m／s)之比。泄放介质的流速为：u=W/ρ A 式中：W为泄放介质的质量流量，kg／s;ρ 为泄放介质的密度，kg/m3；A为管道横截面积，m2。 泄放气体在排...
