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水錘與蒸汽綁危害對比
2019-08-27 22:17:22 來源:SH一、水錘與蒸汽綁危害對比什么是水錘?
在壓力管道中,由于閥門開啟或關閉太快、水泵突然停止時, 由于液體流速的急劇改變,從而造成瞬時壓力顯著、反復、迅速變化,對管道及閥門等產生強大的水流沖擊波, 以及出現“空化”現象,就象錘子敲打一樣,并伴隨著“bang bang”的水擊聲音,所以叫水錘。
水錘不僅會發生在水系統中,也同樣會發生在我們熟悉的蒸汽系統和冷凝水回收系統中。這里著重研究蒸汽和冷凝水管網中的水錘問題。
二、水錘與蒸汽綁危害對比水錘的危害:
1、水錘發生時,高速流動的冷凝水碰撞管道安裝件、閥門或設備,水錘產生的瞬時壓強可達管道中正常工作壓強的幾十倍甚至于數百倍,使管壁材料承受*應力;這種大幅度壓強波動和反復變化,會引起管道和設備的強烈振動和巨大噪音,嚴重時會造成管道、管道附件及設備的損壞,并伴以幾乎爆炸的效果。當壓強過高時,將引起管子的破裂,反之,壓強過低又會導致管子的癟塌,還會損壞閥門和固定件。
2、對于疏水閥,水錘可能導致疏水閥內自由浮球、杠桿浮球或倒置桶等零部件被損壞。
3、水錘也會使其他閥門,如截止閥,過濾器閥體破裂,法蘭被拉裂等問題。
三、哪些情況會引起水錘?
A、當壓力管道的閥門突然關閉或開啟時,當水泵突然停止或啟動時。
B、設備前端安裝了氣動切斷閥、氣動球閥、氣動角座閥等開關型閥門,當閥門突然打開時,會產生嚴重的水錘。
C、 高速流動的蒸汽管道內未能排除冷凝水。
D、 在蒸汽管道中,若暖管不充分,輻射散熱損失,疏水不徹底,導致送出的蒸汽部分凝結成水,體積突然縮小,造成局部真空,周圍冷凝水將高速向彎頭或關閉的閥門等阻擋處沖擊,產生水錘,并發出巨大的噪音和振動。
管道內的低溫冷凝水與蒸汽混合是非常危險的。但這樣的情況又是非常普遍的,像在冷凝水回收系統中或蒸汽輸送中,這是難以解決的一種水錘形式。
E、 水錘現象經常是由于蒸汽疏水閥失效引起的,而疏水閥又因水錘而被損壞。由于蒸汽或冷凝水管道設計上的缺欠,疏水閥的選型問題,或是有疏水閥堵水等原因,造成水錘。
F、 有溫度控制的應用中,冷凝水被提升至回收管,或是回收至有壓力的系統中。由于公共回收管口徑偏小造成滿溢或是節流及閃蒸蒸汽作用,冷凝水無法進入或無法在回收管道內運動。
G、管道上止回閥失靈,也會發生水錘現象。
一般情況下水錘的根源來自管道的低點,諸如:
1)管道的下沉,可能是管道支撐不當。
2)不恰當的管道同心變徑---- 應使用偏心變徑,底邊保持平直。
3)不正確的過濾器安裝---- 過濾器的濾網應當水平安裝。
4)不恰當的蒸汽管道疏水---無論安裝哪一種疏水閥,如果閥后有提升,都可能會發生水錘。
5)不正確的運行情況 --- 起機階段管道冷態時閥門開啟過快。
四、消除或減輕水錘危害的基本方法有:
1、如果蒸汽主管有水錘發生,需立刻緩慢的關閉閥門,切斷蒸汽流動,水錘就可能停止,等水錘停止了,再慢慢的打開閥門。若關閉閥門了,水錘仍然沒有停止,那么就說明是由于蒸汽突然冷凝形成的波浪形水錘。當管道內的冷凝水液位接近管道的80%時就會形成水錘,這種情況首先應該選用合適的疏水閥及時把水排放干凈,或者檢查管道安裝是否正確,或者應該擴大疏水管道。蒸汽管道送汽前要充分暖管,徹底疏水,然后緩慢開啟閥門送汽。
2、蒸汽管道末端的水錘,在末端安裝疏水閥排水即可解決。
3、如果是冷凝水倒流造成的水錘,加裝止回閥即可解決,但止回閥應動作靈活,不應出現忽開忽關現象。
4、如果是換熱設備內產生的水錘,可以把設備進汽管道的氣動開關類閥門,更換成氣動比例調節閥。
5、盡量縮短閥件與容器間的管道長度。
6、管道上裝設安全閥、排空閥或蓄能器;
綜上所述,選擇正確類型和正確型號的疏水閥,正確的管道系統布局,即可解決大部分的水錘。
如果某個疏水閥長期遭受水錘的沖擊,經常損壞,這肯定是系統布局不合理,必須盡快解決。
常見的兩個重要應用就是蒸汽主管和有溫控換熱器后的疏水。
A、一般來說,蒸汽主管應每隔30~50m設一個疏水點,并配以尺寸合適的集水槽;所有上升管的底部都必須疏水,否則產生水錘。
B、只有在冷凝水能及時排出的情況下,帶溫度控制的換熱器才會高效的工作。無論安裝哪一種疏水閥,如果閥后有提升,都可能會發生水錘。
因此管道的正確設計和安裝是至關重要的,這將有助于系統在使用壽命內安全運行,并發揮出*佳的熱力性能。一、蒸汽綁是什么?
當用汽設備在運行過程中,經常出現不明原因的溫度下降,說明設備內積水了,這可能就是系統內產生了“蒸汽綁”,就是說蒸汽和冷凝水混合進入了疏水閥內,蒸汽無法通過疏水閥排出,聚集在疏水閥內和前段管道,導致冷凝水積存在設備內,進而導致蒸汽無法進到設備內加熱,所以溫度就下降了。
二、水錘與蒸汽綁危害對比哪些情況會產生蒸汽綁?
蒸汽綁并不是疏水閥本身引起的,而是設備的結構特性,或疏水閥前后管道布局不合理,而導致了蒸汽綁的產生。如下工況會產生“蒸汽綁”:
1、 硫化機、滾筒干燥機、細長型列管換熱器、其他帶有虹吸管排水的設備;
(如糧油行業浸出車間的正己烷加熱器屬于細長列管加熱器,造紙行業的楊克烘缸,印染行業的小型多滾筒)
2、疏水閥安裝在垂直管頂部,會產生蒸汽綁;
3、疏水閥前管道過小,也會產生蒸汽綁。
4、疏水閥的安裝位置距用汽設備比較遠時,可能會發生蒸汽綁;
A、蒸汽綁產生過程:(以滾筒為例)
上面的(圖1)說明,通過虹吸管,因為有蒸汽壓力,足以把冷凝水提升至疏水閥并排出。(圖2)說明,當滾筒底部冷凝水的液面低于虹吸管的末端時,蒸汽就會進入虹吸管和疏水閥(比如浮球式疏水閥),使疏水閥關閉。(圖3)說明,由于蒸汽綁,冷凝水無法排出,滾筒逐漸積水,烘干效率逐步降低,同時驅動滾筒旋轉的動力也增大。當滾筒積水滿至滾筒中軸以上時,就會嚴重的損壞設備。
比如造紙行業楊克烘缸,這種虹吸裝置導致“蒸汽綁”的產生,這直接導致造紙業的蒸汽損耗非常大,很多工廠的熱效率甚至僅僅為60%以下。
B、蒸汽綁產生過程:(以疏水閥安裝在垂直管頂部為例)
上圖說明:如果疏水閥前有提升管,因為這里冷凝水和蒸汽壓力相同,但蒸汽的密度要小于水,所以蒸汽可能就會升入高點并進入疏水閥,使閥門關閉。等堵在疏水閥和管道內的蒸汽漸漸冷凝后,疏水閥才會漸漸的打開并排出冷凝水,但是在這么高溫的情況下,蒸汽冷凝的速度很慢,所以積水會越來越多,如果不解決,這個現象會周而復始的出現。
1、群組疏水
是指多臺設備共用一個疏水閥進行疏水,或者一臺設備多個加熱工段共用一個疏水閥,也就是說把多臺設備的冷凝水先匯集到同一根管道后,安裝一個疏水閥進行疏水。
2、群組疏水帶來的問題
群組疏水會導致壓力不平衡,會串壓,高壓的冷凝水會阻止低壓冷凝水排出,所以在設備內部會產生積水和水錘等問題,造成設備損傷,升溫不均勻,因此我們推薦獨立疏水,即對每個加熱段單獨安裝疏水閥進行排水,且每個疏水閥后加裝止回閥。
分兩種情況來說明:
A、同一臺設備多個加熱工段的群組疏水:
一臺設備設計成多個加熱段,目的是為了增加換熱面積,增加傳熱面積,典型設備是散熱器和烘干機。
蒸汽進汽壓力是相同的,但是因為每個工段的熱負荷不完全相同,存在一定差異,加熱段的負載可能高于*后一個加熱段,冷凝速度和冷凝水量就不同,設備內的壓力也就不同了,造成低壓加熱段冷凝水無法排出,升溫困難。應盡量避免這種設備的群組疏水。
從圖一可以看出,蒸汽進汽壓力為3barg,初段部分A通常負載*高,壓降也相對較大,可能只有2.5barg;*后一段C負載較小,壓降也相對較小,所以壓力較高,大約2.9barg,中段B可能只有2.6barg。運行時,C段高壓冷凝水會回流到AB段,使AB段設備內冷凝水積存,導致升溫困難,產品質量不合格,水錘,腐蝕等諸多問題,只有等AB段內積水到一定高度,依靠本身的水頭來幫助排水。
解決方案:如上圖2,ABC分別安裝疏水閥。
A、不同壓力多臺設備的群組疏水:
(如圖)出現的問題跟上面是一樣的,只是因為這種情況下,每臺設備的壓力差異更大,出現的問題也就更加嚴重了。應杜絕這種設備之間的群組疏水。壓力較高的設備B能夠及時排除冷凝水,而壓力較低的設備A由于止回閥關閉無法排出冷凝水。設備A就會積水,性能下降很多。
三、水錘與蒸汽綁危害對比解決方案
1、如果是由設備結構引起的蒸汽綁(虹吸管),需要選用*的自帶破蒸汽綁裝置的疏水閥,即在疏水閥上增加一個破除蒸汽綁的小針閥,及時把混進來的蒸汽排走,確保設備能連續加熱。
這些工況若用常規的疏水閥,雖然*終疏水閥也能打開,破除蒸汽綁,但排水和設備性能很不穩定,產品質量也很不穩定,生產效率也降低,能耗還增大了,所以從生產的角度考慮,這顯然是用戶不能接受的。
2、如果是由于管道布置引起的蒸汽綁,則需要優化管道。
建議選用Way′s品牌自帶破蒸汽綁裝置的B系列自由浮球疏水閥,可有效破除蒸汽綁,確保冷凝水順暢排放。
型號:WY42FB(DN15~25)、WY80FB(DN15~25)、BFT45F(DN40~50)
結構圖如下(其中破蒸汽綁針閥可以調整:針閥逆時針往下旋時減少或關閉針孔,順時針往上旋時打開針孔,若沒有蒸汽綁,可將此針閥逆時針往下旋到底,關閉針閥)。上一篇:蒸汽管道閥門布置選型下一篇:杠桿式蒸汽減壓閥壓力調整步驟
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