摘要:管道在運行時,由于突然停電或停泵,使管道中的流速和動量發生急劇變化,而發生水擊或水錘現象, 水擊可導致管道系統的強烈震動,對管道系統造成影響或破壞,甚至危及設備和人身的安全。因此,火力發電廠汽水管道如果管道發生水擊,會直接影響了汽水系統的安全運行,對電廠的安全生產構成嚴重威脅。
??????? 熱力管道系統是火力發電廠的生命線,如何保證汽水管道的安全穩定運行,對水擊現象進行了分析和探討,提出了預防管道系統水擊的方法和措施,防止水擊現象發生,對電廠的安全生產和經濟運行有著重要意義。
??????? 一、常見汽水管道水擊現象
??????? 1、蒸汽管道水擊現象及其特征
??????? ? 在熱力發電廠中水擊現象最容易在蒸汽管道中發生,主要集中在主再熱蒸汽管道、抽汽管道、汽封管道、高低加疏水管道等,而蒸汽管道產生水擊通常是以下幾種狀態比較普遍:
??????? (1)蒸汽管道由冷態備用狀態投入運行,因進汽閥門開啟過快或過大致使管道暖管不足;或是管道疏水未開啟、不暢或疏水管堵塞時,管道比較容易發生水擊。
??????? (2)汽輪機或鍋爐負荷增加速度過快,或是鍋爐汽包發生滿水、汽水共騰等事故,使蒸汽帶水進入管道。
??????? (3)運行的蒸汽管道停運后相應疏水沒有及時開啟或開度不足,在相關聯的進汽閥門未關閉嚴密情況下,漏入停運管道內的蒸汽逐漸冷卻為水并積聚在管道中,在一定時間后,管道將發生水擊。
??????? 蒸汽管道在以上狀態下發生水擊現象時,主要表現的特征是:
??????? (1)管道系統會發生振動,管道、支(吊)架及管道穿墻處均有振動,水擊越強烈振動也越強烈。
??????? (2)是管道內發出刺耳的聲響,但不同情況下的水擊時發出的聲響各有特點,如投運時暖管或疏水不足的管道多階段性地發出“咚咚”的聲響;而蒸汽帶水進入管道則多發出類似空襲警報聲的連續嘯叫聲;停運后的蒸汽管道如前述發生水擊時多階段性的發出如金屬敲擊般的尖銳聲響。
??????? (3)管道系統在蒸汽帶水進入管道時,如管道系統有法蘭連接情況下,在管道的法蘭結合處容易發生冒汽現象,水擊嚴重時,法蘭墊被沖壞致使大量漏汽。
??????? 2、水管道水擊現象及其特征
??????? 火力發電廠主要的水管道如給水管道、除鹽水管道、凝結水管道、循環水管道一般比較少發生水擊現象,偶爾出現的水沖擊,破壞性也不是很大。但給水管道和凝結水管道因系統自身的特點,容易產生水沖擊。水管道發生水沖擊,會使管道與支吊架容易發生“嘣嘣”的振動,發出尖銳的金屬敲擊聲,對管道閥門、焊口、支吊架也會造成不同程度的損壞。水管道發生水沖擊現象主要有以下幾種情況:
??????? (1)管道系統內存有蒸汽或空氣,而在全開出口閥時啟動水泵或啟動水泵沒有關閉出口閥時,因管道內流體流速突然變化易發生水擊現象。
??????? (2)水泵運行不正常(如汽蝕、葉輪損壞等),或水泵出口閥工作失效(如閥芯的損壞脫落、出口逆止閥搖擺不穩定),及管道內流體流量不穩、波動大等情況時比較容易引起管道內給水壓力波動和慣性沖擊。
??????? (3)管道內因加熱或漏入蒸汽等因素造成水溫度劇烈變化時易發生水擊。
??????? (4)水管道上閥門關閉(或開啟)時動作過快過猛,管道內流體的流動速度的水突然受阻或增大,管道內壓力易發生反復急劇的變化,造成對管道的強烈沖擊。
??????? 二、水擊現象及其危害
??????? 當水或汽等液體在壓力管道中流動時,當遇到突然關閉或開啟閥門,水泵突然停機或啟動,液體的流動速度會發生突然變化,由于流體的慣性和壓縮性,引起管道中流動的液體壓力發生反復的、急劇的周期性變化,這種現象稱為水擊(或水錘)。
??????? 發生水擊現象時管道內壓力會有一個急劇的升高,其數值可能達到正常工作壓力的幾十倍甚至幾百倍,使管壁材料及管道上的設備及附件承受很大的壓力,并伴隨著管壁的擴張和收縮,發出強烈的振動和噪音,有如管道受到錘擊的聲音,同時,高頻交變壓力作用在管壁上,加之強烈的振動和流體的沖擊,使金屬表面被打擊出許多麻點。如果此時管道系統自身存在金屬缺陷,則有可能對管系或設備造成破壞,導致事故的發生,嚴重會危及調試人員或運行維護人員的生命安全。所以,汽水管道發生水擊不僅增加管道內部流體的流動阻力,而且也嚴重危及到管道系統及有關設備的安全運行。特別是大流量、高流速的長流程管中以及輸送水溫高、流量大的水泵中更為嚴重。
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