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5.1水锤
发布时间:2016-11-10 16:11:07

一、什么是水锤?

在压力管道中,由于阀门开启或关闭太快、水泵突然停止时, 由于液体流速的急剧改变,从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化,对管道及阀门等产生强大的水流冲击波, 以及出现“空化”现象,就象锤子敲打一样,并伴随着“bang bang”的水击声音,所以叫水锤。

水锤不仅会发生在水系统中,也同样会发生在我们熟悉的蒸汽系统和冷凝水回收系统中。这里着重研究蒸汽和冷凝水管网中的水锤问题。

二、水锤的危害:

1、水锤发生时,高速流动的冷凝水碰撞管道安装件、阀门或设备,水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍,使管壁材料承受极大应力;这种大幅度压强波动和反复变化,会引起管道和设备的强烈振动和巨大噪音,严重时会造成管道、管道附件及设备的损坏,并伴以几乎爆炸的效果。当压强过高时,将引起管子的破裂,反之,压强过低又会导致管子的瘪塌,还会损坏阀门和固定件。

2、对于疏水阀,水锤可能导致疏水阀内自由浮球、杠杆浮球或倒置桶等零部件被损坏。

3、水锤也会使其他阀门,如截止阀,过滤器阀体破裂,法兰被拉裂等问题。

三、哪些情况会引起水锤?

A、当压力管道的阀门突然关闭或开启时,当水泵突然停止或启动时。

B、设备前端安装了气动切断阀、气动球阀、气动角座阀等开关型阀门,当阀门突然打开时,会产生严重的水锤。

C、 高速流动的蒸汽管道内未能排除冷凝水。

D、 在蒸汽管道中,若暖管不充分,辐射散热损失,疏水不彻底,导致送出的蒸汽部分凝结成水,体积突然缩小,造成局部真空,周围冷凝水将高速向弯头或关闭的阀门等阻挡处冲击,产生水锤,并发出巨大的噪音和振动。

管道内的低温冷凝水与蒸汽混合是非常危险的。但这样的情况又是非常普遍的,像在冷凝水回收系统中或蒸汽输送中,这是难以解决的一种水锤形式。

E、 水锤现象经常是由于蒸汽疏水阀失效引起的,而疏水阀又因水锤而被损坏。由于蒸汽或冷凝水管道设计上的缺欠,疏水阀的选型问题,或是有疏水阀堵水等原因,造成水锤。

F、 有温度控制的应用中,冷凝水被提升至回收管,或是回收至有压力的系统中。由于公共回收管口径偏小造成满溢或是节流及闪蒸蒸汽作用,冷凝水无法进入或无法在回收管道内运动。

G、管道上止回阀失灵,也会发生水锤现象。

一般情况下水锤的根源来自管道的低点,诸如:

1)管道的下沉,可能是管道支撑不当。

2)不恰当的管道同心变径---- 应使用偏心变径,底边保持平直。

3)不正确的过滤器安装---- 过滤器的滤网应当水平安装。

4)不恰当的蒸汽管道疏水---无论安装哪一种疏水阀,如果阀后有提升,都可能会发生水锤。

5)不正确的运行情况 --- 起机阶段管道冷态时阀门开启过快。

四、消除或减轻水锤危害的基本方法有:

1、如果蒸汽主管有水锤发生,需立刻缓慢的关闭阀门,切断蒸汽流动,水锤就可能停止,等水锤停止了,再慢慢的打开阀门。若关闭阀门了,水锤仍然没有停止,那么就说明是由于蒸汽突然冷凝形成的波浪形水锤。当管道内的冷凝水液位接近管道的80%时就会形成水锤,这种情况首先应该选用合适的疏水阀及时把水排放干净,或者检查管道安装是否正确,或者应该扩大疏水管道。蒸汽管道送汽前要充分暖管,彻底疏水,然后缓慢开启阀门送汽。

2、蒸汽管道末端的水锤,在末端安装疏水阀排水即可解决。

3、如果是冷凝水倒流造成的水锤,加装止回阀即可解决,但止回阀应动作灵活,不应出现忽开忽关现象。

4、如果是换热设备内产生的水锤,可以把设备进汽管道的气动开关类阀门,更换成气动比例调节阀。

5、尽量缩短阀件与容器间的管道长度。

6、管道上装设安全阀、排空阀或蓄能器;

综上所述,选择正确类型和正确型号的疏水阀,正确的管道系统布局,即可解决大部分的水锤。

如果某个疏水阀长期遭受水锤的冲击,经常损坏,这肯定是系统布局不合理,必须尽快解决。

常见的两个重要应用就是蒸汽主管和有温控换热器后的疏水。

A、一般来说,蒸汽主管应每隔30~50m设一个疏水点,并配以尺寸合适的集水槽;所有上升管的底部都必须疏水,否则产生水锤。

B、只有在冷凝水能及时排出的情况下,带温度控制的换热器才会高效的工作。无论安装哪一种疏水阀,如果阀后有提升,都可能会发生水锤。

因此管道的正确设计和安装是至关重要的,这将有助于系统在使用寿命内安全运行,并发挥出最佳的热力性能。

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