什么是水锤?
水锤或液压冲击现象,可以理解为快速移动的固体块与管道系统中的突然碰撞,并带有任何可能弯曲,阀门等的障碍物。
因此,水锤的定义是由于阻碍流体运动或方向变化。
在初始启动操作期间,在较长的蒸汽管线的装料或预热期间,以及由于蒸汽和冷凝水混合,都会发生这种情况。
水锤这是我们日常生活中大多数时候有意识和无意识地发生的事情-当我们突然打开和关闭浴室的水龙头,而洗澡时会导致水锤现象。(快速打开/关闭淋浴阀的动作)。
关于水锤的误解概念
表中给出的许多热工现象经常被误解为水锤。发生事故所造成的损害包括水力和热力等冲击。发生水锤的主要原因是缺乏意识以及不正确的操作和维护做法。对于水锤,“预防胜于治疗”是正确的。
热力学现象 |
发生地点 |
水锤 |
在蒸汽管和集管中 |
水活塞(不稳定的水平波) |
储水箱(如除氧器) |
闪光凝结和蒸发冲击 |
在除烟剂中 |
感应水,转子或外壳变形 |
在汽轮机和蒸汽管道中 |
水锤的发生
当蒸汽离开锅炉时,在到达使用点(蒸汽轮机或任何其他热交换器)之前,蒸汽必须行进一段距离,并且在行进过程中,蒸汽开始散失热量。结果,管道中的蒸汽开始冷凝。
在工厂启动过程中,冷凝物(由水滴形成)的形成速率非常高,因为整个系统是从冷启动开始的。
在运行过程中,这些冷凝物的液滴开始沿蒸汽管网的长度方向积聚,从而形成了固体冷凝物,如给定所示。
冷凝导致形成水滴。沿管道的长度逐渐形成冷凝物分层,并形成单独的段塞。
当该团块遇到孔,阀门或弯曲之类的任何障碍物时,这些障碍物将导致固体团块意外地突然停止运转。在此过程中,固体团块的能量变为压力能,因此必须应对管网水锤的冲击.
有必要了解水锤对工厂所用设备的严重影响。下面给出的示例清楚地说明了水锤的破坏性:
对于饱和蒸汽,建议速度为每秒25至35米
对于管网中的水,建议速度为每秒2至3米
当发生水锤现象时,凝结团块被蒸汽拖曳,因此,该团块以等于蒸汽的速度行进,该速度是蒸汽速度的十倍。因此,水锤总是伴随着很高的压力。
哪些方法有助于避免水锤:
蒸汽系统非常复杂且动态,因此避免水锤是一项艰巨的任务。但是,在遵循最佳工程实践的帮助下,可以通过采用以下方法轻松地消除其发生:
蒸汽管路中应沿流动方向提供适当的倾斜度。
定期安装疏水阀,最低处也要安装。疏水阀的最低位置安装可确保从系统中除去冷凝水。
管道下垂会导致管道网络中形成冷凝水,并可能增加水击的机会。因此,应正确支撑蒸汽管,以免下垂。
工厂的冷启动需要标准的启动程序。操作人员应接受适当的培训,以缓慢地进行隔离阀的打开。
排水槽尺寸正确,以确保冷凝水不会轻易跳过或通过。不应破坏排水包的目的,以收集所有的冷凝水并将其通过疏水阀。
异径管的类型应为偏心而不是同心异径管。
电厂水锤
当由于蒸汽压力或低压空隙而加速的水因冲击阀或配件(例如弯头或三通)或管道表面而突然停止时,就会发生水锤现象。水速度可能比管道中的正常蒸汽速度高得多,尤其是在启动时发生水锤时。当这些速度被冲击破坏时,水中的动能转化为压力能,并向障碍物施加压力冲击。在温和的情况下,会有噪音,甚至可能是管道的运动。更严重的情况会导致管道或配件断裂,几乎具有爆炸作用,并导致断裂处的新鲜蒸汽逸出。管道或蒸汽系统部件的破裂可能会推动碎片,从而导致受伤或生命损失。
各个阶段 |
发生水锤的条件 |
设计 |
|
运作方式 |
|
保养 |
|