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蒸汽管道水击问题的危害和解决
作者：张海波来源：《科技创新导报》2011年第25期
摘要热电联产、集中供热是国家鼓励发展的能源项目而蒸汽是集中供热中最常见的热能载体是工业、民用热量的主要传递方式。
关键词蒸汽管道水击危害问题
中图分类号TU995文献标识码A文章编号1674098X201109a013901
1水击的形成
随着城市化进程的加快以前位于市区范围内的老电厂、区域锅炉房等热源单位逐渐搬迁至郊区、工业集中区等距离市区较远的地区。而老城区内依然存在着较大的用热需求不仅有原有的用热单位而且有新发展的高档办公楼、商场、小区等更需要有充分的热能资源供应。如果距离城区较远的热源点向主城区进行供热就存在着管网过长、用热单位时间性较强如大部分非工业用汽都集中在白天等特性就会造成蒸汽管网冷凝水过多形成水击现象。
在正常运行的蒸汽管道中因管壁散热等原因会形成一定数量的冷凝水。下面以工作管DN200保温厚度100mm外保护管DN500为例计算冷凝水的形成量
管段内饱和蒸汽的凝结水量公式Gc36qLr
式中Gc为形成凝结水量kgh
q为管道单位长度热损失Wm
r为汽化潜热查表得12MPa下数值为9857kjkg
J为管线长度取5000m。
其中qKS△kK为保温材料导热系数取工程中常用的超细玻璃棉导热系数K0056WmkS为散热面积△k为温度差取250开尔文经计算q184Wm。所以Gc336kgh。
根据上述计算该例中5000米长的蒸汽管道每小时产生336kg的冷凝水如果不及时排出被汽流推送到某低洼处集中很容易形成水击。
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2水击的危害
水击是在排水系统中由于各种原因压力突然变化等水流速度或流量突然变化造成管道中压力压强瞬间急剧上升产生巨大破坏力的现象。
水击形成后以压力波的形式在管道内传播因蒸汽管道内是蒸汽与冷凝水的混合物且水击流是相当不稳定的不能以理想状态的单一流体来计算水击的最大破坏压力。在蒸汽管网运行实践中对水击破坏的盲板进行分析计算后发现蒸汽管网水击的瞬时压强最大可达正常运行压力的10倍左右。如此强大的压力作用在管道及管道附件上时就会造成管道及管道附件的损坏。容易损坏的管道附件有
21补偿器
补偿器是为了补偿蒸汽管道热伸长量而设置的柔性装置。因市区道路旁管线空间狭小目前市区直埋管道基本使用的都是波纹管补偿器。波纹管补偿器的优点是占地小安装方便而其缺点是使用寿命短一般的伸缩次数为1000次其后会金属疲劳不锈钢波纹管厚度小承受压r