【SH石油化工标准】 石油化工工艺装置管径选择导则

ICS23.040
备案号：J880-2019
TiiKAa-cJouakAa
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T3035--2018
代替SH/T30352007
石油化工工艺装置管径选择导则Guideline for pipeline sizing in petrochemical industry2018-07-04发布
2019-01-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
范围·
规范性引用文件
3术语和定义
4主要符号
基本要求·
单相流管道
不可压缩流体管道管径的初步选择6.1
6.2不可压缩流体管道管径的确定6.3可压缩流体管道管径的确定
气液两相流管道
7.1管径选择的要求
7.2非闪型两相流管道的压力降计算7.3闪蒸型两相流管道的压力降计算..附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
附录E（资料性附录）
本导则用词说明
附：条文说明·
常用介质在管道中的流速范围
水管道的流量和摩擦压力降
油品管道的流量和摩擦压力降
饱和水蒸气管道的质量流量和摩擦压力降压缩空气管道的流量和摩擦压力降irrKAa-cJouakAa
SH/T3035-2018
SH/T3035-2018
Foreword
2Normative references
Terms and definitions
Symbols
General requirement
Single phaseflow pipeline
Contents
6.1Estimation of incompressible flow pipeline size6.2Determinationof pipeline size forincompressibleflow6.3 Determination of pipeline size for compressible flowTwo phaseflow pipeline
7.1Requirement to determine pipeline size7.2Pressure drop for non flash type two phase flow pipeline7.3Pressure drop for flash type two phase flow pipeline*AnnexA (Informative) common velocity range:AnnexB (Informative)Flowrateand pressuredropfor water pipelineAnnex C (Informative)Flowrate and pressure drop for oil pipelinerrikAa-cJouakAa
Annex D (Informative) Mass flowrate and pres sure drop for saturated steam pipelineAnnex E (Informative)Flowrate and pressure drop for air pipelineExplanation of wording in this guidelineAdd: Explanation of provisions41
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SH/T3035-2018
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：
修改了防止静电部分的内容：
新增了氧气、氢气、乙快等介质的安全流速要求：新增了防止水击破坏的要求：
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　赛江海杨照张艺，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
石油化工工艺装置管径选择导则本导则给出了石油化工工艺装置管道的管径选择方法。rrrkAa~cJouakAa
SH/T3035—2018
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。凡是不注日期的号用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本导则。GB16912深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程GB 50031
乙烘站设计规范
氢气站设计规范
GB 50177.
SH/T3108石油化工全厂性工艺及热力管道设计规范3术语和定义
下列术语和定义适用于本导则。3.1
newtonianfluid
牛顿流体
流动过程中剪应力与剪变率之比为常数、并等于其动力黏度的流体。3.2
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。3.3
可压缩流体compressiblefluid
密度随压力的变化而变化的流体。3.4
不可压缩流体incompressiblefluid密度不随压力的变化而变化的流体，或密度量有变化但变化值很小的流体。3.5
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。3.6
均相流速homogeneousvelocity
假定气液两相流中气相与液相的流速相同，两相流可视为均勾混合物，由此计算的流速，3.7
均相密度homogeneous density
假定气液两相流中气相与液相的流速相同，两相流可视为均勾混合物，由此计算的密度。SH/T3035-2018
均相比容homogeneous specific volumeTirKAa-cJouakAa
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
均相动力黏度homogeneous viscosity假定气液两相流中气相与液相的流速相同，两相流可视为均混合物，由此计算的动力黏度。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整个管道截面积的比值。4主要符号
管道的内径
流体的质量流速
两相流在管道出口端的极限质量流速两相流中气相的表观质量流速
两相流中液相的表观质量流速
重力加速度
直管的长度
管道的计算长度
管道附件的当量长度
气体的相对分子质量
马赫数
管道的压力降
两相流的加速度压力降
调节阀的压力降
设备的压力降
管道的摩擦压力降
两相流在垂直或倾斜向上管道内的重力压力降流体的质量流量
两相流中气相的质量流量
两相流中液相的质量流量
流体的体积流量
两相流中气相的体积流量
两相流中液相的体积流量
雷诺数
两相流中气相的单相雷诺数
两相流的均相雷诺数
两相流中液相的单相雷诺数
绝对温度
流体的流速
两相流中气相的表观流速
两相流的均相流速
两相流中液相的表观流速
输送每千克流体需输入的功
截面含气率
计算加速度压力降用截面含气率两相流的体积含气率
气体的绝热指数（C/C）
流体的运动黏度
流体的比容
两相流中气相的比容
两相流的均相比容
两相流中液相的比容
流体的动力黏度
两相流中气相的动力黏度
两相流的均相动力黏度
两相流的液相的动力黏度
流体的密度
两相流的真实密度
两相流中气相的密度
两相流的均相密度
两相流中液相的案度
直管的阻力系数
管壁的绝对粗糙度
两相流的质量含气率
基本要求
管径选择宜通过初步选择和最终确定两个阶段进行。5.1
5.2管径选择应满足下列要求：
a）工艺生产条件（如流量、位差、压差）：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效果：）管材的标准规格。
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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。SH/T3035—2018
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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：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（6.1.3-1）或式（6.1.3-2）计算，并宜按管道的标准规格初步选择。d=0.007p27po06207g386207
d0.007.0203820
式中：
管道的内径，m：
流体的密度，kg/m：
流体的运动黏度，mz/s
管道的计算长度，m：
流体的体积流量，m/h：
管道的压力降，kPa：
流体的比容，m/kg
流体的质量流量，kg/h
6.1.4管道的摩擦压力降和管道系统的压力降宜按式（6.1.4-1）和式（6.1.4-2）计算：AP-AP-EAP-AP
AP=px[(Z,-z)×g+(-u)+WJ×10-+(P-P)式中：
管道的摩擦压力降，kPa；
管道系统的压力降，kPa；
设备的压力降，kPa:
调节阀的压力降，kPa：
流体的密度，kg/m：
管道入口端距计算基准面的高度，m：管道出口端距计算基准面的高度，m：重力加速度，m/s
管道入口端的流速，m/s：
管道出口端的流速，m/s：
输送每干克流体需输入的功，J/kg：管道入口端的流体压力，kPa：
管道出口端的流体压力，kPa。
(6.1.3-1)
(6.1.3-2)
(6.1.4-1)
(6.1.4-2)
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，调节阀的压力降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：式中：
直管的长度，m：
管道附件的当量长度，m
L-L+EL
在初选管径阶段，管道的计算长度宜按下列步骤求取：6.1.7
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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，宜按本导则式（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：
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（L4）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）一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（L/d）管道附件名称
45″标准弯头
90°标准弯头
180”标准弯头
等径兰通
截止阔（全开）
角阅（全开）
闸阔（全开）
带有滤水器的底阀（全开）
旋启式止回阀
升降式止回阀
蝶阀（全开）
旋塞阔（全开）
盘式流量计（水表）
文氏流量计
转子流量计
由容器进入管道
从三通的侧曾流出
从三通的侧管流入
DN≤200
DN250DN350
DN400--DN600
200300
6.1.8当采用百米压降初选管径时，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。d0.018po207xyaxq.a.xpm
或d=0.018xa17×yos×qmawxAPm式中：
一每百米计算管长摩擦压力降控制值，kPa，按表6.1.8取值。APrioo
(6.1.8-1)
(6.1.8-2)
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输送气体的管道
负压管道
通风机管道
压缩机的吸入管道
压缩机的排出管道和压力管道
工艺用的加热蒸汽管道
二、输送液体的管道
自流的液体管道
泵的吸入管道
泵的排出管道
循环冷却水的管道
表6.1.8管道摩擦压力降控制值
管道种类
P49kPa
49kPaP-101kPa
101kPaHikPaP450kPa
P>450kPa
P450kPa
P>450kPa
PS300kPa
300kPaP,≤600kPa
600kPa免费标准bzxz.net
饱和液体
不饱和液体
4≤150ml/h
g>150m/h
注：P为管道进口端流体的绝对压力。irrKAa-cJouakAa
百米管长的摩擦压力降，kPa
10.00~11.00
20.00-22.00
45.0050.00
输送下列流体管道的管径应满足管道的允许压力降要求，并应符合下列规定：6. 1. 9
输送介质因聚合，分解，化合反应或急剧气化等可能发生危险的管道，介质流速应在安全流速范围内，安全流速应根据有关安全规定或生产经验数据选定。输送腐蚀性介质的管道，介质流速不宜超过最大流速，部分扇蚀性介质的最大流速见表6.1.9-1b）
表6.1.9-1腐蚀性介质的最大流速序号
二氧化蔬气
P≤0.7MPa
介质名称
0.7MPa浓硫酸
盐水和弱碱液
最大流速，m/s
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C）输送低于大气压的蒸汽管道，宜按最大流速计算管径，最大流速见表6.1.9-2。表6.1.9-2低于大气压的蒸汽管道的最大流速序号
绝对压力（P），kPa
5020≤P≤50
5最大流速，m/s
d）输送悬浮固体颗粒的液体管道应按常用流速计算管径，常用流速宜符合以下要求：0.9m/se）为防止静电引起火灾或爆炸，介质流速应符合SH/T3108的要求。f）输送氧气的管道，其流速置符合GB16912的规定。g）输送氢气的管道，其流速宜符合GB50177的规定。h）输送乙快气的管道，其流速宜符合GB50031的规定。输送管道有防止水击破坏要求时，宣按SH/T3108的规定执行，D
管径在初步选择后，可按式（6.1.10-1）或式（6.1.10-2）计算管道的摩擦压力降：6.1.10
AP=3.5689x10lxLxd4+xwllxpxg
或aP=3.568910-×Ld48+×w016×±0.84×g式中：
AP一管道的摩擦压力降，kPa。
6.2不可压缩流体管道管径的确定(6.1.10-1)
(6.1.10-2)
6.2.1管径应根据设计的管长和管道附件数量及初选的管径经过压力降计算，并与管道的允许压力降比较后确定。当计算的管道压力降小于管道允许的压力降时，初选的管径可以采用，否则宜向较大规格调整管径并进行压力降复核。
6.2.2管道的摩擦压力降应包括直管摩擦压力降和管道附件的局部压力降，按式（6.2.2）计算AP=AP+AP
式中：
AP管道的摩擦乐力降，kPa：
APa直管部分的摩擦压力降，kPa:APn管道附件的局部压力降，kPa.6.2.3管道直管摩擦压力降可按式（6.2.3-1）或式（6.2.3-2）计算：AP=/x(L/d)x(pxu/2)x10
或AP=Ax(L/d)x(0xG/2)×10-a
式中：
直管的阻力系数：
流体的流速，m/s
流体的质量流速，kg/（m2-s)。（6.2.2)
(6.2.3-1)
(6.2.3-2)
水、油品、饱和水蒸气、压缩空气等管道的管径、流量、流速和每百米管长的摩擦压力降关系参见附录B至附录E。
6.2.4直管的阻力系数可根据雷诺数和管壁的绝对粗糙度按图6.2.4查取或按公式计算。雷诺数和直管的阻力系数的计算以及管壁的绝对粗糙度取值可按下列规定计算：a）雷诺数可按式（6.2.4-1），式（6.2.4-2）或式（6.2.4-3）计算：SH/T30352018
式中：
Re雷诺数：
流体的动力黏度，Pa·s
Re-dxG
TirKAa-cJouakAa
(6.2.4-1)
(6.2.4-2)
(6.2.4-3)
b）直管的阻力系数可根据雷诺数值按式（6.2.4-4）、式（6.2.4-5），式（6.2.4-6）或式（6.2.4-7）计算：
当Re≤2000时，
2=64x Re-
当2000Re≤4000时，
当4000≤Re396xdig3.7xd时，
式中：
3.7×d时，
管壁的绝对粗糙度，m
0.3164Re0.25
c）管壁的绝对粗糙度可按表6.2.4取值。3.7xd.
表6.2.4管壁的绝对粗糙度（）
管子类别
无缝黄铜、铜及铅管
操作中基本无腐蚀的无缝钢管
操作中有轻度腐蚀的无缝钢管
操作中有显著腐蚀的无缝钢管
钢板卷管
铸铁管
干净的玻璃管
0.005~~0.01
0.00150.01
(6.2.4-4)
(6.2.4-5)
（6.2.4-6)
(6.2.4-7)
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