低压气体系统尺寸准则

2026年4月14日09:56:23云智设计

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概述

低压气体系统尺寸准则适用于近大气压管线（操作压力小于1 psig）的设计计算。Spritzglass方程是此类管线尺寸设计的标准方法，基于特定的假设条件推导而成，可准确计算低压气体系统的压力降和流量关系。

Spritzglass方程

Spritzglass方程适用于近大气压管线（操作压力小于1 psig）的尺寸设计。该方程基于以下假设条件推导：文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/doc/design-criteria/23715.html

摩擦因子：f = (1 + x_d) × x_1/100 × d
温度：T = 520°R
入口压力：P₁ = 15 psia
气体压缩因子：Z = 1.0（理想气体）
压力降：ΔP < 入口压力的10%

标准公式

在这些假设条件下，将压力降表示为英寸水柱，Spritzglass方程可写为：文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/doc/design-criteria/23715.html

Q_g = 0.09 × x_d × [Δh_w × d⁵ / (S × L × x_d × (1 + x_d) + 0.03 × x_d)]^0.5文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/doc/design-criteria/23715.html

参数说明

Q_g：气体流量（MMSCFD，基准条件14.7 psig和60°F）
d：管道内径（英寸）
L：管道长度（英尺）
S：气体在标准状况下的相对密度
Δh_w：压力损失（英寸水柱）
f：摩擦因子

附录1 换热器典型污垢因子

各类换热器服务的典型污垢因子见下表，应应用于所有传热数据表。以下污垢阻值适用于所有传热数据表：文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/doc/design-criteria/23715.html

上游工艺物流

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
酸性天然气的处理与输送
酸性天然气	0.00017
脱硫天然气	0.00017
液体乙烷/丙烷(LPG)
液体NGL	0.00017
液体LPG	0.00017
原料与凝液
原料气凝液	0.00035
稳定凝液	0.00017
工艺水
工艺水	0.00035
脱盐水	0.00035
醇类溶液
乙二醇	0.00035
胺液（需过滤器/滤网）	0.0004

下游原油、减压与凝液蒸馏装置

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
原油	0.00061
凝液	0.00061
减压塔顶	0.00035
石脑油塔顶	0.00026
顶部循环回流	0.00020
煤油	0.00022
煤油循环回流	0.00022
轻柴油(LGO)	0.00035
轻柴油循环回流	0.00035
重柴油(HGO)	0.00052
轻减压柴油	0.00035
重减压柴油	0.00052
废蜡	0.00175
常压渣油	0.00088
减压渣油	0.00175

加氢裂化/加氢脱硫/加氢精制装置

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
反应器进料	0.00026
反应器出料	0.00026
汽提塔进料	0.00026
汽提塔顶气	0.00026
干燥塔顶气	0.00026
连续重整反应器进料	0.00026
反应器出料	0.00026
稳定塔石脑油	0.00017
稳定塔进料	0.00017
稳定塔顶气	0.00017
富氢气体	0.00017

催化裂化与焦化装置

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
塔顶气	0.00036
轻液体产品	0.00036
轻循环油	0.00036
重循环油	0.00051
轻焦化柴油	0.00051
重焦化柴油	0.00071
罐底油浆（最小1.4 m/s）	0.00051

胺液处理

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
富胺液：管程	0.0004
贫胺液：管程或壳程	0.0004
塔顶气（主要为蒸汽冷凝）	0.00017

异构化装置

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
反应器进料	0.00026
反应器出料	0.00026
再生气	0.00026
抽余液	0.00026
抽出液	0.00026
异构化油	0.00026

轻石脑油加氢处理

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
混合进料	0.00026
反应器出料	0.00026
加氢处理轻石脑油	0.00026

酸性水汽提

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
酸性水	0.00035
脱酸性水	0.00035

聚烯烃装置

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
工艺流体-清洁	0.0001
工艺流体-中等	0.0002
工艺流体-结垢	0.0005
切粒机用水	0.0003

空气与制冷剂

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
空气（未过滤）	0.0004
空气（气力输送）	0.0002
乙二醇水溶液	0.0002
丙烯制冷剂	0.0002

乙烯装置（裂解炉）

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
稀释蒸汽系统	0.00053
乙烷进料	0.00026
轻燃料油	0.00070
急冷水	0.00053
压缩机裂解气	0.00035
末级CGC凝液	0.00044
C2前加氢	0.00018
脱甲烷塔顶气	0.00009
再生气系统	0.00018
脱乙烷塔底	0.00053
脱乙烷塔顶	0.00018
C2塔顶	0.00009
C2塔再沸器与塔底	0.00009
C2产品	0.00009
C3加氢系统	0.00018
C3塔顶	0.00009
C3塔底	0.00026
脱丁烷塔底	0.00053
脱丁烷塔顶	0.00035
丙烯制冷剂	0.00009
乙烯制冷剂	0.00009
排放水	0.00053
工艺水	0.00053

公用工程系统

物流类型	污垢因子 (m²·°C/W)
海水冷却水	0.00045
新鲜冷却水	0.00027
冷冻水	0.00017
饮用水	0.00017
冷冻盐水	0.0002
饱和蒸汽	0.00017
过热蒸汽	0.00009
低压/中压/高压凝液	0.00017
锅炉给水	0.00017
除盐水	0.00017
甲醇	0.00009
氢气	0.00009
氮气	0.0002
仪表空气	0.00017
燃料气	0.00017
柴油	0.00035
燃料油	0.00070
汽油	0.00053
润滑油	0.00020

空冷器

类型	污垢因子 (m²·°C/W)
空气侧（沙漠环境）	0.0003 – 0.00035

注意事项

重要：所有专利工艺流程中的物流，其污垢阻力值应经相关工艺专利商确认。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/doc/design-criteria/23715.html

技术总结

本文介绍了低压气体系统尺寸设计所采用的Spritzglass方程及其应用条件，并系统列出了各类工艺物流、胺液处理、聚烯烃装置、乙烯装置及公用工程系统中换热器的典型污垢因子取值建议，供工程设计人员在换热器工艺数据表中选用。不同类型物流的污垢因子差异显著（0.00009~0.00175 m²·°C/W），设计时需根据具体工艺条件合理选取，专利工艺的污垢因子应以专利商确认为准。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/doc/design-criteria/23715.html 文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/doc/design-criteria/23715.html

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