供热管网发生水击对补偿器的影响分析_那海涛

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1、30应用能源技术2015年第10期(总第214期)doi:10．3969/j．issn．1009－3230．2015．10．008供热管网发生水击对补偿器的影响分析那海涛(哈尔滨物业供热集团，哈尔滨150088)摘要:文中对水击现象和成因进行了分析，尤其是对补偿器在水击发生时的承压进行了研究和计算，提出了减少水击发生的技术建议和具体措施。关键词:水击;压强;补偿器中图分类号:TU995.3文献标志码:B文章编号:1009－3230(2015)10－0029－03AnalysisontheImpactonCompensatorbyWaterHammerinHeati

2、ngPipeNetworkNAHai－tao(HarbinPropertyHeatingGroup，Harbin150088，China)Abstract:Thispaperanalyzeswaterhammerphenomenonanditscauses，especiallyfocusingonresearchandcalculationofthepressurebornebythecompensatorinthepresenceofwaterhammer，soastoproposetechnicaladviceandmeasurestoreducetheocc

3、urrenceofwaterhammer．Keywords:Waterhammer;Pressure;Compensator0引言1水击现象近些年来，城市集中供热管网规模不断扩大，在有压管路中由于某些外界原因(如阀门突主干线分出的支线越来越多，为保证管网安全需然关闭、水泵机组突然停车等)使得管内液体的设置大量的关断阀门，运行时因调节等原因阀门流速发生急剧变化，从而引起压强大幅度波动变的起闭比较频繁，这都增加了水击现象的发生几化，这种水力现象称为水击或水锤。水击引起的率。水击发生时产生的压强很大，通常能达到管压强升高，可达管道正常工作压强的几十倍甚至道正常压强的几十

4、倍，如果超过管道及附属设备几百倍，这种大幅度的压强波动，往往引起管道强的承压能力，就会发生大的安全事故，尤其补偿器烈振动、阀门破坏、管道接头断开，甚至管道爆裂作为供热管道中的薄弱部位，受到的威胁最大。等重大事故。所以供热管网的重要附件补偿器在设计、安装及1．1水击产生的原因运行时都要考虑水击发生的影响，并要研究防止由于水和管道都不是刚体而是弹性体，因此和削弱水击的措施。在很大的水击压强的作用下产生两种形变，即水的压缩及管壁的膨胀。而管道中水流速度又不是同时变化，形成一种弹性波(又称水击波)进行传收稿日期:2015－08－07修订日期:2015－09－10递。引起管

5、道水流速度突然变化是水击发生的条作者简介:那海涛(1973－)，男，研究生，高级工程师，主要从事供热生产运行管理和供热技术研究。件，水流具有惯性和压缩性是发生水击的内在2015年第10期(总第214期)应用能源技术31原因。水击。当热水管中流速为2m/s时，此时所产生1．2水击的传播过程的直接水击压强近似为:6以阀门突然关闭为例把水击的传播分为四个Δp≈1000×1000×2=2×10Pa≈2阶段。第一阶段增压波反向传递，这时全管液体20kg/cm=20处于被压缩状态。第二阶段减压波正向传递，整此时若管路中补偿器的承压能力为16公斤个管道的水流变到正常压强。第三阶

6、段减压波反力，则在水击的瞬间就会造成补偿器的损坏。但向传递，全管处于瞬时低压状态。当压强低于该阀门关闭时间一般大于0．2s，因此水泵瞬间停机温度下水的汽化压强时，会产生汽化现象，水柱被或有某一管路中的部件工作状态突然改变引起直拉断，待正压波到来时，两侧水流因对流而碰撞，接水击的可能性较大。压力骤然上升。第四阶段增压波正向传递，全管2．2间接水击恢复到起始正常状态。水击现象将重复上述四个阀门关闭时间大于调节时间(Tz＞2L/c)时，阶段，而这四个阶段是紧密联系在一起的。在水最早发出的水击波的反射波在阀门尚未完全关闭以前，已经返回阀门断面。这种水击称为间接水击的传播过

7、程中，管道各断面的流速和压缩皆随击。此时阀门处的水击压强小于直接水击压强。时间周期性地升高或降低，所以水击过程是非恒T定流。如果水击传播过程中没有能量损失，水击Δp=ρcv0Tz波将一直周期性地传播下去。但实际上，水在运式中:Tz为阀门关闭时间;T=2L/c为水击波的动过程中因水的粘性摩擦及水和管壁的形变作调节时间。用，能量不断损失，因而水击压强迅速衰减。当阀门关闭时间为4s时，当热水管中流速2水击压强计算为2m/s时，此时所产生的间接水击压强近似为:2．1直接水击Δp1000×1000×2×0．2/4=0．1×106Pa≈2阀门机构的调节时间Tz＜2L/c时，最

8、早发出1k