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蒸汽系统水锤

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蒸汽系统水锤不仅是系统问题,还是安全问题。它不仅会导致人员和设备致命伤,而且有时会导致重大安全事故!而且,水锤会大大增加设备和系统的维护和停机时间,严重影响正常生产,给企业造成经济损失。

不幸的是,蒸汽系统中有82%的水锤程度不同,但是人们错误地认为水锤是蒸汽和冷凝水系统中自然而不可避免的现象。这个概念是错误的。实际上,通过合理的设计和正确的操作,任何系统都可以消除水锤问题。

本文将详细解释蒸汽系统中水锤的原因和后果。

内容

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蒸汽系统水锤解决问题

立即解决水锤问题

水锤不仅是系统问题,还是安全问题。这不仅会导致人员和设备致命伤,而且有时会导致重大安全事故!而且,水锤会大大增加设备和系统的维护和停机时间,严重影响正常生产,给企业造成经济损失。

蒸汽系统水锤的原因

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水锤在哪里发生?

在任何蒸汽或冷凝水管道中都可能发生水锤现象,特别是在多相流系统中,例如冷凝水两相系统中,情况更为严重。冷凝物两相系统包含两种状态,即液体(冷凝物)和蒸气(闪蒸蒸汽或新的蒸汽)。显然,只要蒸汽系统具有冷凝水并同时闪烁蒸汽或新的蒸汽,就存在水蒸气两相状态。在蒸汽的应用中,这种两相流的存在无处不在。典型示例是热交换器,蒸汽主管道,冷凝水回收管道,伴热管道等。有时,还存在泵出口管道。类似的情况。

设备启动时会发生水锤现象,这是最常见的情况。此时,由于蒸汽供应阀的快速打开速度,系统没有足够的时间进行预热和及时排出冷凝水,因此不可避免地会发生水锤现象。

水锤对系统有什么具体影响?

蒸汽系统水锤危害

销毁阀门的内部组件

阀壳破裂

压力表由于过大的压力而损坏。

设备内部变形

管道连接器损坏

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阀门泄漏

损坏热交换器的管或板

管道焊缝甚至破裂

管道支撑损坏

如本文开头所述,严重的水锤不仅会损坏设备和装置,而且还会危及人们的生命。

每个人都应该意识到,有时在发生水锤时,人耳听不到它的声音。例如,凝结水回收系统中产生的蒸汽气泡的体积很小,其破裂将产生我们无法听到的“热冲击”,但这种冲击仍然会损坏设备。

统计数据显示蒸汽系统中过早失效的设备和部件中有67%是由水锤引起的。

Fred描述了水锤造成的严重冲击的四种状态:

1.水压冲击

蒸汽系统中水锤的一小部分是由水压的影响引起的。就像家里的水龙头一样,当它打开时,从管道入口点到水龙头出口,可能会有80公斤的水以每秒3米的速度(每小时11公里)流动。如果水龙头突然关闭,就好比立即停止重80公斤的锤子时产生的冲击。此时,将听到很大的撞击声,听起来像是锤子敲打金属的声音。该冲击力高达20 bar,并且会从后到前反复往复,直到管道系统中的压力分散并达到平衡为止。

在冷凝水系统或排水管道系统的蒸汽和抽 吸中也可能出现这种情况。通常,在安装水泵时会安装一个止回阀。当泵启动和停止时,止回阀会沿一定方向切断流量,流体流量会迅速停止,从而导致水压冲击。就像缓慢关闭水龙头一样,缓慢关闭阀门是避免水锤的有效方法。

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在停止水流之前降低水的流量,水的动量会减小,并且不会发生破坏性的水锤。

2.热冲击

在大气压下,1千克蒸汽占据的体积是相同质量的水的1673倍,并且该倍数随压力的增加而减小。

蒸汽释放热量并冷凝后,其体积立即缩小数百至数千倍,立即形成真空区域,并且管道中的冷凝水将高速移至该真空空间吸 。在这种情况下,将形成水锤。

在水和蒸汽共存的冷凝水管道中,冷凝水液面下方可能会产生蒸汽气泡。例如,当疏水阀出口管线连接到冷凝水主管线的下端时,管道中的冷凝水温度低(压力低,温度低)时疏水阀的出口温度高排水管蒸汽较低,冷凝水管线中的冷凝水将被冷却两次蒸汽,蒸汽气泡将立即破裂。破裂导致冷凝水中的空心区域立即形成,冷凝水将冲向该区域,从而形成水锤。

3.流动冲击

打开大直径蒸汽截止阀时,如果未缓慢打开且预先对管道进行了预热,但立即打开,则蒸汽将冲向温度较低的管道并冷凝水很快形成蒸汽型电子烟蒸水,随着冷凝水沿管道撞击,冷凝水的数量继续增加,形成冷凝水冲击波。它将继续高速向前移动,直到突然遇到弯头或阀门以改变其流动方向为止。当冷凝液在流动方向上遇到被动变化时,这种突然的“制动”将引起水锤现象。特别是在截止阀前部和管道沿线没有合适的排水点时,情况将更加严重。

4.压差冲击

当冷凝水和蒸汽位于同一管道中但两者的速度不同时发生,尤其是冷凝水回收管道最为常见。

在水蒸汽两相系统中,蒸汽比水快10倍。如果冷凝水形成的水波上升到管道顶部并阻塞了管道,则冷凝水水波前后会形成暂时的水封,这会阻塞蒸汽的通过电子烟怎么样,从而导致水后的压力密封下降。密封件前后之间的压力差推动了冷凝水密封件高速向前加速,使其从腔室中弹出。而且,在高速向前冲过程中蒸汽型电子烟蒸水,冷凝水的数量在增加,速度越来越快。

当这种高动量的冷凝子弹快速飞行时,其前面的任何障碍物,例如弯头,阀门和想要改变其方向的设备,都将受到重击。

当冷凝水返回到回收管时,由于回收管中的低压电子烟能戒烟吗,将发生二次蒸汽。如果回收管的选择太小,冷凝水回收管中的压力将增加。较高的压力将闪光灯蒸汽以较高的速度推向打开的冷凝水回收箱。闪光灯蒸汽沿途散发热量并凝结,这增加了上述“压差”并提高了速度。闪蒸蒸汽的速度高于冷凝水的速度,后者驱动冷凝水形成波浪。只要这些波不高并且管道和分区的顶部闪烁蒸汽通道电子雾化烟,就不会有问题。这就是为什么冷凝水管的直径选择应该足够大的原因。

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