关于蒸汽与冷凝水系统的水锤
水锤是众所所周知的现象，水锤产生的瞬时高压远比系统平常承受的压力要大，而且向各个方向传播，往往造成制备和管系的破坏。
水锤的发生常伴以强大的爆炸声敲击声。
两种水锤：
水力学水锤，发生在无蒸汽发生的常温或冷的液流装置或系统中；
热水锤，发生在蒸汽/冷凝装置或加压热水系统中。
在高温液体系统中，这两种水锤都有可能发生。
水力学水锤的发生机理
在有液体流动的管线中阀门的快速关断，阀上游的液流被突然阻塞，液体的惯性力产生压力的突增，而由于液体是不可压缩的，这一压力突增只能向管系的各个方向传播，其传播速度为声速。
在关断阀门的下游，液流不可能突然停止，于是在贴近阀门处将形成真空。于是，液流被重新拉向阀门，对阀门产生二次撞击，产生一个压力被它在几次往返中失去其强度。
2、 热水锤的机理
热水锤由泠凝水夹带蒸汽泡而形成，也可以由蒸汽进入充满低温冷凝水的管线而形成。当蒸汽泡由于冷凝突然塌缩，而形成真空，周围的冷凝水从四面八方泡心流聚而撞击，这就是所谓的“爆聚”，或者“聚爆”，即implosion
（见右图）。
此类水锤主要由下列情况产生：
a）阀门与设备安装不当，管线敷设不当；
b）阀门操作不当；
c）设备故障。
水锤的强度取决于蒸汽与水表面接触的程度， implosion explosion
蒸汽的流速以及蒸汽与水的温度差。
排水不当的蒸汽管线也可导致水锤的产生。在这种蒸汽管线内，水流速度显然大大低于蒸汽流速。如果水被蒸汽加速然后撞上一个障碍物，压力的突增就会产生，就像两股水头的对撞一样，此时由冷凝造成的真空泡立即被子水填充。这种水锤相当危险，它所造成的侵蚀常可在设备上找到，特别是在透平机的叶片上。
被包围的空气或气袋的突然转移可造成另一类的水锤。 3、 如何对付水锤
液体传输管线突然关断所造成的压力震击可用图解法计算确定，这个方法可将摩擦力，液体以及使用材料的弹性模数等因数考虑在内。这类压力的震击可借助阀门与管线的正确选用而得到抑制。甚至，加装类似于柱塞泵下游的阻尼罐可将其*消除。
然而热水锤就难以确切计算了。这一点在装置设计时就必须加以考虑并在运行中时刻注意。热水锤只能靠装置的正确的设计与安装以及正确的操作来加以避免。的是装置的构建本身即具有不产生水锤的条件。如果这点做不到，则应采取有效的阻尼措施。
以下列举一些在实践上可取的实例。其中图a）表示可能发生水锤的装置，图b）表示避免或缓冲水锤的建议方法。 图1，蒸汽管线
a）在切断阀将蒸汽关闭后，上升管段的蒸汽将冷凝成水，并冷却。在阀再次开启时蒸汽与冷水却。在阀再次开启时蒸汽与冷水相遇将产生水锤。
b）装用疏水器将冷凝水排除可避免水锤。
a）距冷凝水罐远端热交换器下来的冷凝水在集水管中迅速冷却到冷凝水罐近端交换器与其下来的冷凝水和二次蒸汽相遇，引起水锤。
b）如果两组热交换器分别用水管单独接入冷凝水罐即可避免水锤。 ，冷凝水管有上升段
a）冷凝水管向上爬升易引起水锤，而且很难制止它。
b）的办法是装设阻尼罐，它可
以缓冲水锤，即使有水锤发生也可吸收使冷凝水几乎无声地通过上升 段。
图3
图4,如何避免冷凝水进入给水
罐时造成的水锤。
a）当避免闪蒸汽热量的浪费，
冷凝用通常在水面以下进入给
水罐，但因此容易形成大的汽
泡，造成水锤并有很大的声音，
而且，如a）若交换器停机，冷 图4
凝水很容易返流入交换器，这
在重新开机时容易引起严重水
锤。
b）如果冷凝水管从给水罐上方
进入，气水口改成许多小孔，
且在水平面上方在管子上钻一
小孔，上述种种毛病当可避免。
图5,如何避免交换器因真空（
负压）的形成造成积水而引发
的水锤。
a）交换器在关停时会因内部蒸
汽的冷凝而形成负压（真空），
原先排出的泠凝水会因此而被
吸回交换器，或者冷凝水无法
*排除（真空甚至会使交换
器造成*性变形）。这样，
在交换器重新起动时蒸汽可能
与冷水相遇造成水锤。 图5
b）采用圆盘止回阀可破除真空，
从而避免交换器积水，避免了
可能发生的水锤。
图6，如何减免加热与冷却装
置中的水锤
a）当从加热过程转入冷却过程
或反之，电磁阀的突然开启或
关闭可造成水学和热力学的水
锤。
b）如果减慢电磁阀的开启和关
闭速度，当可避免水锤的发生，
因此建议使用带阴尼的电磁阀
或电动阀。 图6
图7,蒸汽侧控制的水平热交换器
如何更除水锤。
a）加热管中的冷凝水存积可导致
水锤，特别是在低负荷时。此时
蒸汽以相对高速流过水面将在水
中形成汽泡，汽泡遇冷会突然北
凝结。
加热面内冷凝水存积的原因有：
—错误选择疏水器的工作原理。
—疏水器排量过小或损坏。
—疏水器可能获得的压差太小，
例如疏水器下游升程过高或冷凝
水集水管压力过高。
—加热面的蒸汽太低，例如加热
面过大。
—在低负荷情况下加热面的压降
太大。蒸汽侧调节阀节流越强压
降就越大。如果被加热的液体温
度低于100℃,加热面即可能形成
真空（对疏水器来说即是负压降）。
此时冷凝水的排放便不再可能。
相反，冷凝水可能被吸回热交换
器。
b）为避免水锤，重要的是要保证
在任何负载条件下都能将冷凝水
从加热面*排故障，以下是一
些具体办法。
采用带自动排气功能的浮球
疏水器。其他任何类型的疏水器
都不可能在操作条件改变时作出
足够快速的反应。
核查疏水器规格大小是否合
适，是否完好无损。
使用调节阀不可节流太强，保
持加热面的小压力。
减少负荷的波动
减小背压，尽量做到自流排放。
疏水器尽量装在较低位，以使
冷凝水向下自由排放，这样做可以
得到额外的水头。
疏水器上游的管线尽量做得较大较长，使便于在调节阀节流进易于排放。
上项如做不到，可在疏水器上游装集水罐。
装设破真空器，防止真空形成。
10、热交换器下游装设止回阀，防止冷凝水被吸回加热面。
11、使用加热面较小的热交换器，增大蒸汽压以作补偿。
如果在采取以上各项措施后仍不能消除水锤，那么剩下的*措施是
12、采用立式热交换器，立式热交换器在任何时候都不发生不锤。
4、蒸汽与冷凝水管线的水锤
当蒸汽管线内存积少量冷凝水时，高速流动的蒸汽会推动冷凝水缓慢移动。当水流通到障碍（例如管道的弯曲段，阀门等）时冷凝水中夹带的蒸汽泡会因突然的冷凝而塌缩，造成水锤。故蒸汽管线应在相隔一段距离内（例如每100米）以及管道向上爬升前装设疏水器，疏水器应从集水罐接出。取用蒸汽的支管则应蒸汽干管的顶部接出。避免将水带进热交换器。具体做法见下图。产品所属安全阀选型，感谢您访问我们申弘阀门的如有任何疑问.您可以致电给我们,我们一定会尽心尽力为您提供的服务。如需要了解更多其它阀类产品的信息可以点击减压阀查看。 |
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