式中△p——管道摩擦阻力,MPa
λ——管道的摩擦阻力系数
l——管道计算长度,m
u——介质在管道中的平均流速,m/s
ρ——平均输送温度下的介质密度,kg/m3
d——管道内径,m
式中K——管壁内表面的当量绝对粗糙度,m
Re——雷诺数
表1 液氨长距离输送管道的水力计算结果
管道内径/mm | 输送量/(t·h-1) | 流速/(m·s-1) | 管道长度/km | 摩擦阻力系数 | 摩擦阻力/MPa |
205 | 66 | 0.905 8 | 8.00 | 0.02 | 0.1963 |
根据上述计算,沿程阻力为0.1963MPa,上游起点最低运行压力为1.6MPa,则终点最低压力为1.4037MPa,大于液氨在输送温度(18℃)时的饱和蒸气压力(0.803MPa)。故本项目中的液氨长距离输送管道能够平稳、安全地将液氨输送到末端。
6 安全防护措施
液氨有毒,液氨输送系统正常运行时基本无毒害物质排出,但一旦发生泄漏,后果不堪设想,不仅会对工厂的设备造成化学腐蚀,而且会危及人身安全。液氨泄漏后会气化,气态氨对人体也有极大的伤害。气态氨严重刺激眼角膜、呼吸道和皮肤,氨中毒会造成肺水肿(肺泡积水)和呼吸网难,几分钟之后,氨就会影响脑组织,造成活动减弱和痉挛,痉挛减轻后会出现听觉下降,眼睛局部受伤,可导致角膜炎,甚至造成失明。
本项目在液氨长距离输送管道的起点磷化公司厂区内设置球阀1个,且为了保证出厂压力及预防管道破损等事故,安装了安全自动切断阀1个,阀后设安全放散阀组1套,连接到厂区罐区内的安全放散系统;为控制管道的末端压力,且为保证将来检修方便,在终点化工公司厂区内设置截止阀和球阀各1个。工艺流程见图1。

液氨长距离输送管道沿线设置了标志桩、警示牌和测试桩等,对要求严格的过程参数设置了自动调节系统,现场仪表、安全阀、切断阀、截止阀等均为隔爆型[1]。
此外,每天都有专职的巡线员巡检液氨管道,并建立健全了一套较完善的安全管理制度,对液氨管道实行科学的管理,以保证液氨长距离输送管道长期安全运行[1]。
7 结语
液氨长距离管道输送技术实现了液氨全天候长距离输送,安全稳定,节能减排。与铁路、公路槽车运输相比,液氨长距离输送管道具有良好的社会、经济和环境效益,市场前景良好,但是目前仍没有专用的设计和施工验收规范,因此建议早日出台相关的规范。
参考文献:
[1] 李志霞.液氨长距离地下管道输送技术[J].大氮肥,1994(5):346-348.
[2] 查建春.宝钢液氨长距离管道输送的实践[J].宝钢技术,2002(3):31-33.