管道水击分析和在余热锅炉中应用探讨.pdf

学兔兔 余 热锅 炉 2015_3 1 管道水击分析及在余热锅炉中应用探讨 杭州锅炉集团股份有限公司 朱柏儒 徐盈盈 摘 要 本文分别介绍了水管和蒸汽管中水击现象，对其机理进行分析，并结 合余热锅炉压力管道特点，探讨了消除或减轻水击发生的措施。 关键词 水击 压力管道 余热锅炉 0．前言 闸阀 燃机余热锅炉和干熄焦余热锅炉的管 道系统中常常发生水击现象 发生水击时， A B C 管道里介质压力可能为正常压力的数倍，使 管壁材料承受很大应力。压力剧增并反复变 化会引起管道振动，使保温层脱落，或产生 质是能量转换，即液体在减速的情况下将其 噪音，严重时甚至会造成管道、测压仪器、弯 动能转换为压力势能，在液流加速的情况 头、管接头、阀门、水泵等的损坏，造成锅炉 下，压力势能转换为动能。 运行事故。 压力波水击的具体模型我们用以下给 水管路进行分析： 1．水击出现的机理 参数如下：管长AB=BC=L，直径D， 余热锅炉中水击产生有两种情况：一 截面积S，介质初始流速 忽略摩擦损失， 是在管内，由于某种原因导致液体流速的急 考虑水的压缩性和管道变形。 剧改变，从而造成管内瞬时压力显著、反复、 (1)首先看AB段。当管路末端阀门B 迅速变化的现象。如开关阀门过快，突然停 迅速关闭时(T=0)，首先在紧贴阀门上游的 泵等，均会引起阀门、泵入口的压力突然变 一 层流体，由于在阀门受阻，流速突变为零。 化，造成压力波在管内的迅速传递，并可听 此时由动能转化为压力势能，并且这层流体 到对管壁的锤击声音，称为水击，也称水锤。 受后面惯性流速的压缩，其压头便由P变 二是蒸汽中携带水，对管路系统造成冲击。 为P+p，，于是管道受压变形膨胀，截面变为 此时的水击压力是由于惯性造成的，它的实 S+s1。 学兔兔 2 余 热锅 炉 2015．3 (2)同样，这种液体的一层层的压缩过 3．余热锅炉中水击现象 程向上游传递，形成一种纵波，称之为压缩 余热锅炉管道系统是从给水泵到主汽 波。其传播速度以C 表示，当压缩波到达A 出口的一系列连接各个受热面的管路组成， 时(T=L／C。)，整个AB段管道内的流体处于 内部介质从低温低压的水到高温高压的蒸 静止状态，压力为P+p ，流体的动能转变为 汽。走向及工况复杂，其中给水管道、减温减 流体压缩和管道变形的弹性能。 压管道、过热蒸汽管道、蒸发器下降管道，饱 (3)再看BC段。当管路末端阀门B迅