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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:1674-098X(2011)09(a)-0139-01
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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Gc=3.6qL/r
式中 Gc为形成凝结水量,kg/h
q为管道单位长度热损失,W/m
r为汽化潜热,查表得1.2MPa下数值为985.7kj/kg
J为管线长度,取5000m。
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其中q=K*S*△k(K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K=0.056W/m*k,S为散热面积,△k为温度差,取250开尔文),经计算,q=18.4W/m。所以,Gc=336kg/h。
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。
2水击的危害 屋顶采光带
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。
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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: vga连接器
2.1 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,承受压力低,容易被水击破坏。
2.2 控制阀等法兰连接处
因控制阀与管道连接大多数为法兰连接,而且控制阀本身也有法兰连接的部位,所以在发生水击时,法兰连接处就成为薄弱环节,水击极度容易就可以将密封垫片破坏。
2.3 流量计
不管是孔板流量计或者涡街式流量计,其中的取压空或震动传感器都容易被水击强大的压力破坏,导致流量计损坏或失准。
2.4 弯头
水击作用在弯头处的力量相当强大,如果弯头焊接时的强度稍弱,其焊口容易被破坏。
2.5 盲板
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管道三通处或末端设置盲板的,如果盲板的厚度稍薄或盲板未焊接加强筋,盲板钢板狠容易被水击破坏。
3 水击的解决办法
3.1 管网规划时要合理
尽量在管道末端设置连续用热单位,并将非连续用热单位与连续用热单位搭配设置在同一条管线上,尽量避免将非连续用热单位全部设置在一条管线上
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