管道水击原因及防护.pdf

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1、第53卷第2期2016年4月化工设薯与誓遵PROCESSEQUIPMENT&PIPINGVbl．53No．2Apr．2016管道水击原因及防护李松(永坪炼油厂，陕西延安717208)摘要：介绍和分析了造成水管道和蒸汽管道水击的各种原因，并通过介绍某炼油厂制氢装置开工期间发生的一些水击的原因、现象、消除方法以及水击造成的危害，并总结介绍了防范水击的有效措施，提出有效合理的建议，避免和减少水击危害。关键词：水击；管道；震动；破坏中图分类号：TQ055．8；TH17文献标识码：B文章编号：1009．3281(2016)02．0076—0

2、04水击是一种特殊的流体力学现象。它常发生在水或蒸汽等压力管道系统中。当管道中的流体流速因外界或内部原因而发生急剧变化时，引起流体内部压强迅速交替升降的现象，这种交替升降产生的压强比管道正常运行时的压强可增加几十倍甚至几百倍并作用在管壁、阀门或其他管路元件上的现象，称为水击n】。水击发生时可能导致管道系统强烈振动、发生噪声和空蚀，增大管道流动阻力，水击严重时，则使管道或设备发生严重变形、损坏或爆裂，使生产中断或停滞，经济受到直接和间接的损失，甚至造成人身伤亡事故，给安全生产带来威胁。石油化工生产中广泛用到水和蒸汽等流体，因此在生产

3、过程中水击的发生是一种常见现象，水击带来的经济损失是巨大的，也带来较大的安全威胁。1水击发生的原因1．1液体管道中的水击液体在管道中平稳流动，或发生微小波动时不会发生水击口】，但管道中流体流量突然发生剧烈变化，管道中的压力随之波动，流体阻力增大，引起水击。1．1．1泵进水管道内水击泵的进水管道为低压管道，当水泵出口管道上的阀门开大时，泵的上水量增大，泵人口处的负压增大，使靠近水泵入口处管道内水流速加快，远处流速由于惯性保持以前较慢的流速，因此泵人口管道中间局部形成负压区，前面的水被水泵抽走后，后面的水不能及时补充，管道内容易造成流

4、动不均，引起管道内发生水击，引起管道振动，并发出撞击声[3】。1．1．2高压给水管道水击[41流体在高压水管中快速流动，当管道中的阀门突然关闭时，紧贴阀门上游的一段流体，由于受到阀门的阻挡，流体流速突然变小至零，而后面的流体由于惯性未改变流速对前面的流体进行压缩，使其压强突增，管道受压变形。流体压缩一层一层地向上游传播，形成压缩波。当压缩波到达管道入口处时，整个管道内流体处于静止状态，流体的动能转变为使流体压缩的势能和使管道变形的弹性势能，并引起管道强烈振动和噪音。管道内压力越高，推动流体流动速度越快，快速开关阀门时，所产生的压缩

5、波的能量也就越大，管道的变形和振动也就越大，水击声越大，破坏性也更大。1．1．3开停泵引起管道水击因开泵、停泵使水的速度发生急剧变化，特别是突然停泵引起的水锤，由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，这种大幅度压强波动，可导致管道系统强烈振动，发出噪声，破坏管道、水泵、阀门，并引起水泵反转睛]，管网压力降低等。水锤效应有极大的破坏性：压强过高，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，在极短的时间里，水收稿日期：2014—06—30作者简介：李松(1987一)，男，湖北广水入

6、，助理工程师。主要从事技术操作管理工作。2016年4月李松．管道水击原因及防护的流量从零猛增到额定流量或由额定流量猛降至零。流体具有动能和一定程度的压缩性，在极短的时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击，压力冲击将使管壁受力而产生噪声。1．2汽水共存发生水击蒸汽管道中有凝结水或蒸汽进入水管道后，汽、水混合物在道管内一起流动，快速流动的蒸汽推动液态水向前流动，形成水柱，水在流动时，受到摩擦阻力比水蒸气所受摩擦阻力大，两态流体在管道内流动时，液态水所受阻力比蒸汽大，使蒸汽不能高速流动，必然推动液态水快速向前流动，遇到管

7、道内壁、弯头、阀门等管附件，发生撞击，撞击的冲击力相当强烈。撞击过后，部分液体直接向前流动，部分反射回流动反方向，与下一团液态水向前再撞击去，周而复始，不断的撞击和反射，管道振动越来越大，直到管道内无水后撞击才慢慢减弱最后停止【6】。1．2．1蒸汽窜入水管发生水击汽包的热水引出管或给水管结构或布置位置不当或汽包运行中水位控制不当，水位过低，此时蒸汽进入热水引出或给水管，使管道内形成水汽共存，蒸汽将管道中的水分成若干节，或蒸汽在管道中形成气囊，当上水泵不断向汽包进水时，管道内蒸汽段或气囊被压缩，使其再推动下游的水柱快速运动，遇管件和

8、弯头将发生水击。气囊被压破或遇到管件或弯头而破裂，在管道中形成负压，使周围的水快速向负压中心冲击，形成强烈的撞击声和管道的剧烈振动，造成再次水击口J。蒸汽经过设备换热后进人凝结水管道系统，蒸汽管道与凝结水管道间常安装疏水阀或调节阀，疏水阀和调节阀安