水擊對不銹鋼波紋管補償器的危害,近些年來(lái),城市集中熱力管網(wǎng)規模不斷擴大,
主干線(xiàn)分出的支線(xiàn)越來(lái)越多,為保證管網(wǎng)安全需設置大量的關(guān)斷閥門(mén),運行時(shí)因調節等原因閥門(mén)的起閉比較頻繁,這都增加了水擊現象的發(fā)生幾率。
水擊發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的壓強很大,通常能達到管道正常壓強的幾十倍 ,如果超過(guò)管道及附屬設備的承壓能力,
就會(huì )發(fā)生大的安全事故,尤其管道補償器作為熱力管道中的薄弱部位,受到的威脅最大。
所以熱力管網(wǎng)的重要附件熱力管道補償器在設計、安裝及運行時(shí)都要考慮水擊發(fā)生的影響,并要研究防止和削弱水擊的措施。
1.水擊現象在有壓管路中由于某些外界原因( 如閥門(mén)突然關(guān)閉、水泵機組突然停車(chē)等) 使得管內液體的流速發(fā)生急劇變化,
從而引起壓強大幅度波動(dòng)變化,這種水力現象稱(chēng)為水擊或水錘。水擊引起的壓強升高,可達管道正常工作壓強的幾十倍甚至幾百倍,
這種大幅度的壓強波動(dòng),往往引起管道強烈振動(dòng)、閥門(mén)和波紋補償器破壞、管道接頭斷開(kāi),甚至管道爆裂等重大事故。
2.水擊產(chǎn)生的原因,由于水和管道都不是剛體而是彈性體,因此在很大的水擊壓強的作用下產(chǎn)生兩種形變,
即水的壓縮及管壁的膨脹。而管道中水流速度又不是同時(shí)變化,形成一種彈性波( 又稱(chēng)水擊波) 進(jìn)行傳遞。
引起管道水流速度突然變化是水擊發(fā)生的條件,水流具有慣性和壓縮性是發(fā)生水擊的內在原因。
3.水擊的傳播過(guò)程以閥門(mén)突然關(guān)閉為例把水擊的傳播分為四個(gè)階段。
第一階段增壓波反向傳遞,這時(shí)全管液體處于被壓縮狀態(tài)。
第二階段減壓波正向傳遞,整個(gè)管道的水流變到正常壓強。
第三階段減壓波反向傳遞,全管處于瞬時(shí)低壓狀態(tài)。當壓強低于該溫度下水的汽化壓強時(shí),
會(huì )產(chǎn)生汽化現象,水柱被拉斷,待正壓波到來(lái)時(shí),兩側水流因對流而碰撞,壓力驟然上升。
第四階段增壓波正向傳遞,全管恢復到起始正常狀態(tài)。
水擊現象將重復上述四個(gè)階段,而這四個(gè)階段是緊密聯(lián)系在一起的。
在水擊的傳播過(guò)程中,管道各斷面的流速和壓縮皆隨時(shí)間周期性地升高或降低,所以水擊過(guò)程是非恒定流。
如果水擊傳播過(guò)程中沒(méi)有能量損失,水擊波將一直周期性地傳播下去。
但實(shí)際上,水在運動(dòng)過(guò)程中因水的粘性摩擦及水和管壁的形變作用,能量不斷損失,因而水擊壓強迅速衰減。