什么是水錘?
水錘或液壓沖擊現(xiàn)象,可以理解為快速移動(dòng)的固體塊與管道系統(tǒng)中的突然碰撞,并帶有任何可能彎曲,閥門等的障礙物。
因此,水錘的定義是由于阻礙流體運(yùn)動(dòng)或方向變化。
在初始啟動(dòng)操作期間,在較長的蒸汽管線的裝料或預(yù)熱期間,以及由于蒸汽和冷凝水混合,都會(huì)發(fā)生這種情況。
水錘這是我們?nèi)粘I钪写蠖鄶?shù)時(shí)候有意識(shí)和無意識(shí)地發(fā)生的事情-當(dāng)我們突然打開和關(guān)閉浴室的水龍頭,而洗澡時(shí)會(huì)導(dǎo)致水錘現(xiàn)象。(快速打開/關(guān)閉淋浴閥的動(dòng)作)。
關(guān)于水錘的誤解概念
表中給出的許多熱工現(xiàn)象經(jīng)常被誤解為水錘。發(fā)生事故所造成的損害包括水力和熱力等沖擊。發(fā)生水錘的主要原因是缺乏意識(shí)以及不正確的操作和維護(hù)做法。對(duì)于水錘,“預(yù)防勝于治療”是正確的。
熱力學(xué)現(xiàn)象 |
發(fā)生地點(diǎn) |
水錘 |
在蒸汽管和集管中 |
水活塞(不穩(wěn)定的水平波) |
儲(chǔ)水箱(如除氧器) |
閃光凝結(jié)和蒸發(fā)沖擊 |
在除煙劑中 |
感應(yīng)水,轉(zhuǎn)子或外殼變形 |
在汽輪機(jī)和蒸汽管道中 |
水錘的發(fā)生
當(dāng)蒸汽離開鍋爐時(shí),在到達(dá)使用點(diǎn)(蒸汽輪機(jī)或任何其他熱交換器)之前,蒸汽必須行進(jìn)一段距離,并且在行進(jìn)過程中,蒸汽開始散失熱量。結(jié)果,管道中的蒸汽開始冷凝。
在工廠啟動(dòng)過程中,冷凝物(由水滴形成)的形成速率非常高,因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)是從冷啟動(dòng)開始的。
在運(yùn)行過程中,這些冷凝物的液滴開始沿蒸汽管網(wǎng)的長度方向積聚,從而形成了固體冷凝物,如給定所示。
冷凝導(dǎo)致形成水滴。沿管道的長度逐漸形成冷凝物分層,并形成單獨(dú)的段塞。
當(dāng)該團(tuán)塊遇到孔,閥門或彎曲之類的任何障礙物時(shí),這些障礙物將導(dǎo)致固體團(tuán)塊意外地突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在此過程中,固體團(tuán)塊的能量變?yōu)閴毫δ?,因此必須?yīng)對(duì)管網(wǎng)水錘的沖擊.
有必要了解水錘對(duì)工廠所用設(shè)備的嚴(yán)重影響。下面給出的示例清楚地說明了水錘的破壞性:
對(duì)于飽和蒸汽,建議速度為每秒25至35米
對(duì)于管網(wǎng)中的水,建議速度為每秒2至3米
當(dāng)發(fā)生水錘現(xiàn)象時(shí),凝結(jié)團(tuán)塊被蒸汽拖曳,因此,該團(tuán)塊以等于蒸汽的速度行進(jìn),該速度是蒸汽速度的十倍。因此,水錘總是伴隨著很高的壓力。
哪些方法有助于避免水錘:
蒸汽系統(tǒng)非常復(fù)雜且動(dòng)態(tài),因此避免水錘是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。但是,在遵循最佳工程實(shí)踐的幫助下,可以通過采用以下方法輕松地消除其發(fā)生:
蒸汽管路中應(yīng)沿流動(dòng)方向提供適當(dāng)?shù)膬A斜度。
定期安裝疏水閥,最低處也要安裝。疏水閥的最低位置安裝可確保從系統(tǒng)中除去冷凝水。
管道下垂會(huì)導(dǎo)致管道網(wǎng)絡(luò)中形成冷凝水,并可能增加水擊的機(jī)會(huì)。因此,應(yīng)正確支撐蒸汽管,以免下垂。
工廠的冷啟動(dòng)需要標(biāo)準(zhǔn)的啟動(dòng)程序。操作人員應(yīng)接受適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn),以緩慢地進(jìn)行隔離閥的打開。
排水槽尺寸正確,以確保冷凝水不會(huì)輕易跳過或通過。不應(yīng)破壞排水包的目的,以收集所有的冷凝水并將其通過疏水閥。
異徑管的類型應(yīng)為偏心而不是同心異徑管。
電廠水錘
當(dāng)由于蒸汽壓力或低壓空隙而加速的水因沖擊閥或配件(例如彎頭或三通)或管道表面而突然停止時(shí),就會(huì)發(fā)生水錘現(xiàn)象。水速度可能比管道中的正常蒸汽速度高得多,尤其是在啟動(dòng)時(shí)發(fā)生水錘時(shí)。當(dāng)這些速度被沖擊破壞時(shí),水中的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能,并向障礙物施加壓力沖擊。在溫和的情況下,會(huì)有噪音,甚至可能是管道的運(yùn)動(dòng)。更嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致管道或配件斷裂,幾乎具有爆炸作用,并導(dǎo)致斷裂處的新鮮蒸汽逸出。管道或蒸汽系統(tǒng)部件的破裂可能會(huì)推動(dòng)碎片,從而導(dǎo)致受傷或生命損失。
各個(gè)階段 |
發(fā)生水錘的條件 |
設(shè)計(jì) |
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運(yùn)作方式 |
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保養(yǎng) |
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