關(guān)于蒸汽與冷凝水系統(tǒng)的水錘
水錘是眾所所周知的現(xiàn)象，水錘產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓遠(yuǎn)比系統(tǒng)平常承受的壓力要大，而且向各個(gè)方向傳播，往往造成制備和管系的破壞。
水錘的發(fā)生常伴以強(qiáng)大的爆炸聲敲擊聲。
兩種水錘：
水力學(xué)水錘，發(fā)生在無蒸汽發(fā)生的常溫或冷的液流裝置或系統(tǒng)中；
熱水錘，發(fā)生在蒸汽/冷凝裝置或加壓熱水系統(tǒng)中。
在高溫液體系統(tǒng)中，這兩種水錘都有可能發(fā)生。
水力學(xué)水錘的發(fā)生機(jī)理
在有液體流動(dòng)的管線中閥門的快速關(guān)斷，閥上游的液流被突然阻塞，液體的慣性力產(chǎn)生壓力的突增，而由于液體是不可壓縮的，這一壓力突增只能向管系的各個(gè)方向傳播，其傳播速度為聲速。
在關(guān)斷閥門的下游，液流不可能突然停止，于是在貼近閥門處將形成真空。于是，液流被重新拉向閥門，對(duì)閥門產(chǎn)生二次撞擊，產(chǎn)生一個(gè)壓力被它在幾次往返中失去其強(qiáng)度。
2、 熱水錘的機(jī)理
熱水錘由泠凝水夾帶蒸汽泡而形成，也可以由蒸汽進(jìn)入充滿低溫冷凝水的管線而形成。當(dāng)蒸汽泡由于冷凝突然塌縮，而形成真空，周圍的冷凝水從四面八方泡心流聚而撞擊，這就是所謂的“爆聚”，或者“聚爆”，即implosion
（見右圖）。
此類水錘主要由下列情況產(chǎn)生：
a）閥門與設(shè)備安裝不當(dāng)，管線敷設(shè)不當(dāng)；
b）閥門操作不當(dāng)；
c）設(shè)備故障。
水錘的強(qiáng)度取決于蒸汽與水表面接觸的程度， implosion explosion
蒸汽的流速以及蒸汽與水的溫度差。
排水不當(dāng)?shù)恼羝芫€也可導(dǎo)致水錘的產(chǎn)生。在這種蒸汽管線內(nèi)，水流速度顯然大大低于蒸汽流速。如果水被蒸汽加速然后撞上一個(gè)障礙物，壓力的突增就會(huì)產(chǎn)生，就像兩股水頭的對(duì)撞一樣，此時(shí)由冷凝造成的真空泡立即被子水填充。這種水錘相當(dāng)危險(xiǎn)，它所造成的侵蝕?？稍谠O(shè)備上找到，特別是在透平機(jī)的葉片上。
被包圍的空氣或氣袋的突然轉(zhuǎn)移可造成另一類的水錘。 3、 如何對(duì)付水錘
液體傳輸管線突然關(guān)斷所造成的壓力震擊可用圖解法計(jì)算確定，這個(gè)方法可將摩擦力，液體以及使用材料的彈性模數(shù)等因數(shù)考慮在內(nèi)。這類壓力的震擊可借助閥門與管線的正確選用而得到抑制。甚至，加裝類似于柱塞泵下游的阻尼罐可將其*消除。
然而熱水錘就難以確切計(jì)算了。這一點(diǎn)在裝置設(shè)計(jì)時(shí)就必須加以考慮并在運(yùn)行中時(shí)刻注意。熱水錘只能靠裝置的正確的設(shè)計(jì)與安裝以及正確的操作來加以避免。的是裝置的構(gòu)建本身即具有不產(chǎn)生水錘的條件。如果這點(diǎn)做不到，則應(yīng)采取有效的阻尼措施。
以下列舉一些在實(shí)踐上可取的實(shí)例。其中圖a）表示可能發(fā)生水錘的裝置，圖b）表示避免或緩沖水錘的建議方法。 圖1，蒸汽管線
a）在切斷閥將蒸汽關(guān)閉后，上升管段的蒸汽將冷凝成水，并冷卻。在閥再次開啟時(shí)蒸汽與冷水卻。在閥再次開啟時(shí)蒸汽與冷水相遇將產(chǎn)生水錘。
b）裝用疏水器將冷凝水排除可避免水錘。
a）距冷凝水罐遠(yuǎn)端熱交換器下來的冷凝水在集水管中迅速冷卻到冷凝水罐近端交換器與其下來的冷凝水和二次蒸汽相遇，引起水錘。
b）如果兩組熱交換器分別用水管單獨(dú)接入冷凝水罐即可避免水錘。 ，冷凝水管有上升段
a）冷凝水管向上爬升易引起水錘，而且很難制止它。
b）的辦法是裝設(shè)阻尼罐，它可
以緩沖水錘，即使有水錘發(fā)生也可吸收使冷凝水幾乎無聲地通過上升 段。
圖3
圖4,如何避免冷凝水進(jìn)入給水
罐時(shí)造成的水錘。
a）當(dāng)避免閃蒸汽熱量的浪費(fèi)，
冷凝用通常在水面以下進(jìn)入給
水罐，但因此容易形成大的汽
泡，造成水錘并有很大的聲音，
而且，如a）若交換器停機(jī)，冷 圖4
凝水很容易返流入交換器，這
在重新開機(jī)時(shí)容易引起嚴(yán)重水
錘。
b）如果冷凝水管從給水罐上方
進(jìn)入，氣水口改成許多小孔，
且在水平面上方在管子上鉆一
小孔，上述種種毛病當(dāng)可避免。
圖5,如何避免交換器因真空（
負(fù)壓）的形成造成積水而引發(fā)
的水錘。
a）交換器在關(guān)停時(shí)會(huì)因內(nèi)部蒸
汽的冷凝而形成負(fù)壓（真空），
原先排出的泠凝水會(huì)因此而被
吸回交換器，或者冷凝水無法
*排除（真空甚至?xí)菇粨Q
器造成*性變形）。這樣，
在交換器重新起動(dòng)時(shí)蒸汽可能
與冷水相遇造成水錘。 圖5
b）采用圓盤止回閥可破除真空，
從而避免交換器積水，避免了
可能發(fā)生的水錘。
圖6，如何減免加熱與冷卻裝
置中的水錘
a）當(dāng)從加熱過程轉(zhuǎn)入冷卻過程
或反之，電磁閥的突然開啟或
關(guān)閉可造成水學(xué)和熱力學(xué)的水
錘。
b）如果減慢電磁閥的開啟和關(guān)
閉速度，當(dāng)可避免水錘的發(fā)生，
因此建議使用帶陰尼的電磁閥
或電動(dòng)閥。 圖6
圖7,蒸汽側(cè)控制的水平熱交換器
如何更除水錘。
a）加熱管中的冷凝水存積可導(dǎo)致
水錘，特別是在低負(fù)荷時(shí)。此時(shí)
蒸汽以相對(duì)高速流過水面將在水
中形成汽泡，汽泡遇冷會(huì)突然北
凝結(jié)。
加熱面內(nèi)冷凝水存積的原因有：
—錯(cuò)誤選擇疏水器的工作原理。
—疏水器排量過小或損壞。
—疏水器可能獲得的壓差太小，
例如疏水器下游升程過高或冷凝
水集水管壓力過高。
—加熱面的蒸汽太低，例如加熱
面過大。
—在低負(fù)荷情況下加熱面的壓降
太大。蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)閥節(jié)流越強(qiáng)壓
降就越大。如果被加熱的液體溫
度低于100℃,加熱面即可能形成
真空（對(duì)疏水器來說即是負(fù)壓降）。
此時(shí)冷凝水的排放便不再可能。
相反，冷凝水可能被吸回?zé)峤粨Q
器。
b）為避免水錘，重要的是要保證
在任何負(fù)載條件下都能將冷凝水
從加熱面*排故障，以下是一
些具體辦法。
采用帶自動(dòng)排氣功能的浮球
疏水器。其他任何類型的疏水器
都不可能在操作條件改變時(shí)作出
足夠快速的反應(yīng)。
核查疏水器規(guī)格大小是否合
適，是否完好無損。
使用調(diào)節(jié)閥不可節(jié)流太強(qiáng)，保
持加熱面的小壓力。
減少負(fù)荷的波動(dòng)
減小背壓，盡量做到自流排放。
疏水器盡量裝在較低位，以使
冷凝水向下自由排放，這樣做可以
得到額外的水頭。
疏水器上游的管線盡量做得較大較長，使便于在調(diào)節(jié)閥節(jié)流進(jìn)易于排放。
上項(xiàng)如做不到，可在疏水器上游裝集水罐。
裝設(shè)破真空器，防止真空形成。
10、熱交換器下游裝設(shè)止回閥，防止冷凝水被吸回加熱面。
11、使用加熱面較小的熱交換器，增大蒸汽壓以作補(bǔ)償。
如果在采取以上各項(xiàng)措施后仍不能消除水錘，那么剩下的*措施是
12、采用立式熱交換器，立式熱交換器在任何時(shí)候都不發(fā)生不錘。
4、蒸汽與冷凝水管線的水錘
當(dāng)蒸汽管線內(nèi)存積少量冷凝水時(shí)，高速流動(dòng)的蒸汽會(huì)推動(dòng)冷凝水緩慢移動(dòng)。當(dāng)水流通到障礙（例如管道的彎曲段，閥門等）時(shí)冷凝水中夾帶的蒸汽泡會(huì)因突然的冷凝而塌縮，造成水錘。故蒸汽管線應(yīng)在相隔一段距離內(nèi)（例如每100米）以及管道向上爬升前裝設(shè)疏水器，疏水器應(yīng)從集水罐接出。取用蒸汽的支管則應(yīng)蒸汽干管的頂部接出。避免將水帶進(jìn)熱交換器。具體做法見下圖。產(chǎn)品所屬安全閥選型，感謝您訪問我們申弘閥門的如有任何疑問.您可以致電給我們,我們一定會(huì)盡心盡力為您提供的服務(wù)。如需要了解更多其它閥類產(chǎn)品的信息可以點(diǎn)擊減壓閥查看。 |
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