热水循环罐震动分析的及处理.docVIP

龙源期刊网 热水循环罐震动分析及处理作者：田晓杰 阮祥志 曾成来源：《科技创新导报》2011年第17期 ????????摘 要:对冷轧厂的热水罐热试时产生的震动原因进行分析,并提出几个改造措施,通过对蒸汽减压、减小进汽管径、改变加热形式、调整支吊架设置等方法,减小震动,消除噪音 ????????关键词:蒸汽管道热水罐震动水击 ????????中图分类号:TK2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(b)-0054-01 ????????1 现状描述 ????????冷轧带钢表面清洁程度对产品质量有较大影响,所以带钢表面都要清洗,带钢的清洗方法主要有:化学清洗、物理清洗、电解清洗等,清洗后的带钢的表面质量可满足高质量板面要求。某工程的脱脂清洗流程中设置有一个～20m3的热水罐,热水罐的基本工作原理:向罐内通蒸汽,将罐内的脱盐水的温度加热到70℃左右,用热水刷洗或漂洗带钢上的脱脂剂等。在该热水罐热试的过程中热水罐发生剧烈的震动,导致罐体及罐体上的阀门局部发生破裂。其中,加热用蒸汽的工作压力约0.5～0.7MPa,温度约180℃,罐内脱盐水的温度为常温。 ????????2 事故分析 ????????根据现场分析,该热水罐及进水罐的蒸汽管道中发生了水击现象。水击又称水锤,是由于蒸汽或水突然产生的冲击力,使管道或设备发出响声或震动的现象。水击是一种特殊的流体力学现象,水击发生时往往会发出噪音,有时还会发生管道、管件或设备的损坏,造成动力供应中断或生产停滞,对工厂生产造成经济损失,甚至造成人员伤亡。根据现场实际情况,分析事故原因如下: ????????2.1 蒸汽管道中发生水击 ????????在供汽前暖管不充分,没进行充分疏水,在进汽管道内汽、水混合物一起流动,快速流动的蒸汽推动液态水向前流动,水在流动过程中受到的摩擦阻力要大于蒸汽流动受到的摩擦阻力,蒸汽不能高速流动,必然推动液态水快速向前流动(一般蒸汽流速30～50m/s,水流速6m/s),撞击管道内壁,特别是水流撞击管道拐弯处,部分液态水继续向前流动,部分反射回流动反方向,与下一团液态水向前再撞击去,周而复始,不断的撞击和反射,管道震动会越来越大,直到蒸汽管道内无水。 ????????2.2 热水罐内发生水击 ????????高温蒸汽突然遇到脱盐水,蒸汽迅速凝结成水,体积缩小,产生局部真空,水滴高速冲向真空区域,从而产生水击。另外局部水被蒸汽加热沸腾,汽水产生共腾,也会引起罐体震动。 ????????3 技术改造措施 ????????(1)在通蒸汽前进行充分暖管,并在蒸汽管道最低点安装疏水阀,最高点安装排汽管道,并且在通蒸汽前,将管道内的凝结水排干净 ????????(2)降低进口蒸汽的压力和流速,可以减少水击发生的机率,所以现场在蒸汽管路上安装减压阀组,将系统的蒸汽压力减到0.2～0.3MPa。 ????????水击强度计算公式:△P=βα (V-V0) ????????公式中:β—流体速度;α—水击波传播速度;V—流体速度;V0—关闭时间T后的流体速度 ????????本工程中蒸汽直接通入水箱的水中, V0=0,由此得出最大水击公式为: ????????△P=βαV ????????可见通过安装减压阀降低了蒸汽的流速,可以减小水击的强度。 ????????(3)减小进汽管径,将进汽管径由DN100减小到DN80,同时为保证热交换量,将进汽管由4根改成6根,增大汽水混合的接触面积,避免产生局部真空。 ????????水击波传播速度公式: ????????α=μ ????????公式中,μ:水中声波的传播速度,μ=1425m/s,E0:流体的弹性模量,E:管材的弹性模量,D:管道的直径,δ:管道的嬖厚 ????????可见减小进汽管的管径可以减小水击波的传播速度,从而减小水击强度。 ????????(4)改变加热的型式,由蒸汽直通入水罐的方式,将进汽管改成盘管式的加热方式,同时将盘管每间隔60mm开一个Φ15的小孔,同时也增大了换热面积。 ????????在保证换热面积的前提下,尽量将加热小孔的面积缩小,保证分散在水中的每股蒸汽束凝结产生的真空区相对小一些,真空区内的水互相撞击产生的噪音与震动也相对小些。 ????????(5)合理布置进蒸汽管的管道间距,以免蒸汽迅速凝结成水时,水流相互碰撞互相干扰产生共震。 ????????(6)调整支吊架设置,在满足热膨胀的前提下,尽量设置固定支架。 ????????4 结论 ????????热水循环罐通过上述改造以后,水罐震动和噪音明显减小,运行平稳。水击现象往往多发生在系统开始运行阶段,所以在设计合理的前提下,还要在厂里建立完善的管理和操作规程,运行前