蒸汽管道水击问题的危害和解决.doc

蒸汽管道水击问题的危害和解决 工程技术 !Q: ScienceandTechnOIOgyInnovationHerald 蒸汽管道水击问题的危害和解决 张海波 (淮安市热力中心江苏淮安223002) 摘要:热电联产,集中供热是国家鼓励发展的能源项目,而蒸汽是集中供热中最常见的热能裁体,是工业,民用热量的主要传递方式. 关键词:蒸汽管道水击危害问题一. 中图分类号:TU995文献标识码:A文章编号:1674-”1~9,8x(2011)09(a)一0139--01 1水击的形成 随着城市化进程的加快,以前位于市区 范围内的老电厂,区域锅炉房等热源单位逐 渐搬迁至郊区,工业集中区等距离市区较远 的地区.而老城区内依然存在着较大的用热 需求,不仅有原有的用热单位,而且有新发 展的高档办公楼,商场,小区等更需要有充 分的热能资源供应.如果距离城区较远的热 源点向主城区进行供热,就存在着管网过 长,用热单位时间性较强(如大部分非工业 用汽都集中在白天)等特性,就会造成蒸汽 管网冷凝水过多,形成水击现象. 在正常运行的蒸汽管道中,因管壁散 热等原因会形成一定数量的冷凝水.下面 以工作管DN200,保温厚度100ram,外保护 管DN500为例计算冷凝水的形成量: 管段内饱和蒸汽的凝结水量公式 Gc=3.6qL/r 式中Gc为形成凝结水量,kg/h 口为管道单位长度热损失,w/m 汽化潜热,查表得1.2MPa下数值为 985.7kJ/kg ,为管线长度,取5000m. 其中q=s△七(K为保温材料导热系 数,取工程中常用的超细玻璃棉导热系数 K=0.056W/m*k,S为散热面积,△为温度 差,取250开尔文),经计算,q=18.4W/m.所 以,Gc=336kg/h. 根据上述计算,该例中5000米长的蒸汽 管道每小时产生336kg的冷凝水,如果不及 时排出,被汽流推送到某低洼处集中,很容 易形成水击. 2水击的危害 水击是在排水系统中,由于各种原因 (压力突然变化等)水流速度或流量突然变 化,造成管道中压力(压强)瞬间急剧上升, 产生巨大破坏力的现象. 水击形成后,以压力波的形式在管道 内传播,因蒸汽管道内是蒸汽与冷凝水的 混合物,且水击流是相当不稳定的,不能以 理想状态的单一流体来计算水击的最大破 坏压力.在蒸汽管网运行实践中,对水击破 坏的盲板进行分析计算后,发现蒸汽管网 水击的瞬时压强最大可达正常运行压力的 10倍左右.如此强大的压力作用在管道及 管道附件上时,就会造成管道及管道附件 的损坏.容易损坏的管道附件有: 2.1补偿器 补偿器是为了补偿蒸汽管道热伸长量 而设置的柔性装置.因市区道路旁管线空 间狭小,目前市区直埋管道基本使用的都 是波纹管补偿器.波纹管补偿器的优点是 占地小,安装方便;而其缺点是使用寿命短 (一般的伸缩次数为1000次,其后会金属疲 劳),不锈钢波纹管厚度小,承受压力低,容 易被水击破坏. 2.2控制阀等法兰连接处 因控制阀与管道连接大多数为法兰连 接,而且控制阀本身也有法兰连接的部位, 所以在发生水击时,法兰连接处就成为薄 弱环节,水击极度容易就可以将密封垫片 破坏. 2.3流量计 不管是孔板流量计或者涡街式流’且 计,其中的取压空或震动传感器都容易被 水击强大的压力破坏,导致流量计损坏或 失准. 2.4弯头 水击作用在弯头处的力量相当强大, 如果弯头焊接时的强度稍弱,其焊口容易 被破坏. 2.5盲板 管道三通处或末端设置盲板的,如果 盲板的厚度稍薄或盲板未焊接加强筋,盲 板钢板狠容易被水击破坏. 3水击的解决办法 3.1管网规划时要合理 尽量在管道末端设置连续用热单位, 并将非连续用热单位与连续用热单位搭配 设置在同一条管线上,尽避免将非连续 用热单位全部设置在一条管线上 3.2管网施工时合理设计.严格按图施工, 因地制宜 管网设计时,应该尽量避免采用直埋 的敷设方式,尽量采取沿背街背巷,河边, 绿化等处低架或高架敷设.在架空管道中, 应按规范设置管道的坡度,在最低点设置 疏水装置,如管网较长,应至少每隔500米 左右设置疏水装置. 如不可避免采用直埋的方式敷设,应 尽量根据地形地貌采用自然补偿的方式或 者采用方形补偿器,在不得已使用波纹管 或套筒补偿器时,应在补偿器的位置按规 范设置检查井.直埋管道施工时,土建沟槽 坡度要达到设计和规范要求,在最低点必 须设置积水装置和疏水装置.所以就要求 在管道设计时就精确测量管线并详细调查 地形地貌,把最低点设置在有位置安装疏 水装置的地点. 3.3管网运行时要根据实际用户性质和管 网现状制定操作规范并严格执行 比如在管网停汽后送汽时,要先充分 暖管,排放冷凝水,然后慢慢提压.可以在 规范制定过程中,详细到每个步骤需要多 少时间,每个时间需要操作哪些阀门,每个 节点