蒸汽输送管道水击和其防范.pdf

第 53卷第 1期 化 工 设 墨 与 簟 遵 Vo1．53 NO．1 2016年 2月 PROCESSEQUIPMENTPIPING Feb．2016 蒸汽输送管道的水击及其防范 马博 (斯派莎克工程 (中国)有限公司，上海 201114) 摘 要：工业蒸汽输送管道中，水击问题始终困扰蒸汽系统运行维护人员。文章分析 了蒸汽输送系统 水击发生的机理及危害，并介绍如何通过有效的系统设计和布置，良好的操作实践来避免输送系统产 生严重的水击事故。 关键词 蒸汽；管道；水击 中图分类号：TQ050．7；TH17 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2016)01—0078—006 典型的蒸汽和冷凝水系统通常 由以下 四部分组 冲击管壁使其产生振动，并伴有似铁锤敲击的声音， 成 ：蒸汽的产生 (蒸汽锅炉或发生器)，蒸汽输送管 这种现象称为水击 (水锤)。 道，蒸汽使用点以及冷凝水的回收系统。在这四大系 1．1 直接水击 统中，蒸汽输送管道起到连接蒸汽产生的源头和使用 在蒸汽管道启动过程 中，蒸汽加热管道会产生 点，输送蒸汽的作用，根据系统规模的大小及距离的 冷凝水 ；同样在运行过程 中，由于管道向外散热的 长短，输送系统的规模也不尽相同。 原因，也可能会产生冷凝水。特别是饱和蒸汽管道， 通常输送管道的水击发生在系统刚刚投用之初， 冷凝水一经产生，就会不断聚集。通常 由于密度的 用汽负荷由低到高突然变化 ”]，以及系统刚刚停运等 原因，冷凝水一般先从管道的底部开始积聚，如图 1 阶段，每个过程发生的水击现象也不尽相同。例如在 所示 。 系统投运以及负荷变大时，管道多阶段性地发出 “咚 咚”的声响 ；而停运后，蒸汽管道多阶段性的发出如 金属敲击般的尖锐声响。 水击现象轻微时，只表现为噪音与振动。严重时， 冷凝水 会导致管道振动、摇晃并导致支架脱落。管道内压强 图1 管道底部流动的冷凝水 变化甚至可超过管 内原有正常压强的几十倍甚至上 Fig．1Condensateatthebottom ofsteam pipe 百倍，以致超过了管壁材料的许用应力，造成垫片失 效、阀门损坏、管道和管件变形破裂。所以，了解水 如果不及时排出，冷凝水会不断积聚，液位逐 击现象发生的原因，并研究应对方法，可以有效地避 渐升高，如图2所示 。 免或削弱水击所产生的危害。 1 蒸汽输送管道 内的水击 无论是输送过热蒸汽还是饱和蒸汽的管道，在 系统启动或运行时，都有可能由于暖管及散热的原因 图2 管道底部的液位不断上升 产生冷凝水。在一定外界因素的影响下，例如流动突 Fig．2 Waterlevelriseduetocondensatebuildup 然停止、水中气泡冷凝等原因作用下，使得流体 (冷 收稿 日期 ：2015-0918；修回日期 ：2015-l2—15 凝水)的流速急剧变化。由于流体的惯性，管道 内 作者简介 ：马博 (1977一)，男，安徽马鞍山人，工程师。主要从 液体压力显著、反复、迅速变化，产生水流冲击波， 事蒸汽系统设计，咨询方面r作。 80 化 工 设 墨 与 誓 谭