浅析蒸汽系统中的水锤现象

一、水锤的成因

  在蒸汽系统中，由于管道的散热损失蒸汽冷凝成水，冷凝水在管道的内壁形成水滴。水滴被蒸汽流吹扫形成水膜。由于重力作用，冷凝水会流向管道底部，水膜的厚度不断增加。沿着蒸汽管道流动的冷凝水滴不断积累最终会形成水弹，水弹以蒸汽的流速在管道中运动(25-30m/s)。这种水弹密度高、不可压缩，当高速运动时具有相当大的动量。能量守恒定律告诉我们能量不能被创造或消灭，它只是简单地从一种形式转换成另一种形式。当遇到阻碍时，例如管道的弯头、三通或阀门等，水的动能转换为压力能，压力波将作用在障碍物上，产生噪声和振动。这种冷凝水弹和阻碍物之间碰撞引起的噪声和震动称为水锤。

  二、水锤的症状及危害

  水锤的症状包括发出巨大的响声，还有可能出现管道的振动。

  在严重的情况下，水锤还会损坏管道和设备，并伴以几乎爆炸的效果，其结果就是在破裂处泄漏蒸汽，造成极其危险的环境状况。

  三、可能造成水锤的根源

  良好的工程设计、安装和维护可有效地避免水锤现象的产生，这需要更多的实践经验，而不是仅仅选择正确的设备材质和压力等级就能解决的。

  水锤的根源来自管道的低点，诸如:

  1. 管道的下沉，可能是管道支架不当。

  2. 不恰当的使用管道同心变径- 应使用偏心变径，底边保持平直。

  3. 过滤器安装不正确- 过滤器的滤网应当水平安装。

  4. 不恰当的蒸汽管道疏水。

  5. 不正确的运行情况 - 起机阶段管道冷态时阀门开启过快

  四、水锤的防止措施

  通过以下措施可把水锤现象的可能性减少至最低程度：

  1. 蒸汽管道应沿着流动方向布置向下的坡度，每间隔一段距离(30-50M)及在最低点安装疏水点。

  2. 在所有疏水阀后安装止回阀，否则在停机阶段冷凝水将有可能回流到蒸汽管道中。

  3. 缓慢开启截止阀，让残存于系统中的冷凝水在被高速流动的蒸汽带动之前慢慢地流过疏水阀,这在起机阶段尤为重要。