簡(jiǎn)介： 發(fā)電廠汽水管道發(fā)生水擊，會(huì)對(duì)電廠的安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。根據(jù)水擊發(fā)生的原因及其征象，采取適當(dāng)運(yùn)行技術(shù)措施，避免或減小水擊的危害，保證熱力發(fā)電廠汽水管道的安全運(yùn)行具有重要意義。
　　汽水管道是熱力發(fā)電廠的生命線(xiàn)，汽水管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于電廠的安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。但在熱力發(fā)電廠生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生汽水管道的水擊現(xiàn)象，如處理不當(dāng)，管道的水擊輕者增大了管道的流動(dòng)阻力，重者損壞管道及設(shè)備，甚至危及人身安全，因此對(duì)汽水管道水擊現(xiàn)象的防范處理對(duì)于保證熱力發(fā)電廠的安全運(yùn)行具有重要意義。
一、水擊現(xiàn)象及其危害
　　當(dāng)水或汽等液體在壓力管道中流動(dòng)時(shí)，當(dāng)遇到突然關(guān)閉或開(kāi)啟閥門(mén)，水泵突然停機(jī)或啟動(dòng)，液體的流動(dòng)速度會(huì)發(fā)生突然變化，由于流體的慣性和壓縮性，引起管道中流動(dòng)的液體壓力發(fā)生反復(fù)的、急劇的周期性變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為水擊（或水錘）。
　　發(fā)生水擊現(xiàn)象時(shí)管道內(nèi)壓力會(huì)有一個(gè)急劇的升高，其數(shù)值可能達(dá)到正常工作壓力的幾十倍甚至幾百倍，使管壁材料及管道上的設(shè)備及附件承受很大的壓力，并伴隨著管壁的擴(kuò)張和收縮，發(fā)出強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪音，有如管道受到錘擊的聲音，同時(shí)，高頻交變壓力作用在管壁上，加之強(qiáng)烈的振動(dòng)和流體的沖擊，使金屬表面打擊出許多麻點(diǎn)。如果此時(shí)管道系統(tǒng)存在缺陷，則有可能對(duì)管系或設(shè)備造成破壞，導(dǎo)致事故的發(fā)生。所以水擊不僅增加流體的流動(dòng)阻力，而且也嚴(yán)重危及到管道系統(tǒng)及有關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行。特別是大流量、高流速的長(zhǎng)管中以及輸送水溫高、流量大的水泵中更為嚴(yán)重。
　　熱力發(fā)電廠中常見(jiàn)的管道水擊現(xiàn)象多發(fā)生在蒸汽管道、給水管道、循環(huán)水管道等汽水管道中，但在蒸汽、給水管道中發(fā)生水擊現(xiàn)象時(shí)具體征象有所不同，相應(yīng)的處理防范措施也有所不同。
二、蒸汽管道的水擊與防范處理
1、常見(jiàn)蒸汽管道的水擊現(xiàn)象及征象
　　在熱力發(fā)電廠中水擊現(xiàn)象最容易在蒸汽管道中發(fā)生，以下幾種情況蒸汽管道水擊現(xiàn)象比較普遍：
（1）    蒸汽管道由冷態(tài)備用狀態(tài)投入運(yùn)行，因進(jìn)汽閥門(mén)開(kāi)啟過(guò)快或過(guò)大致使管道暖管不足；或是管道疏水未開(kāi)啟及疏水管堵塞時(shí)，管道比較容易發(fā)生水擊。
（2）    汽輪機(jī)或鍋爐負(fù)荷增加速度過(guò)快，或是鍋爐汽包發(fā)生滿(mǎn)水、汽水共騰等事故，使蒸汽帶水進(jìn)入管道。
（3）    運(yùn)行的蒸汽管道停運(yùn)后相應(yīng)疏水沒(méi)有及時(shí)開(kāi)啟或開(kāi)度不足，在相關(guān)聯(lián)的進(jìn)汽閥門(mén)未關(guān)閉嚴(yán)密情況下，漏入停運(yùn)管道內(nèi)的蒸汽逐漸冷卻為水并積聚在管道中，在一定時(shí)間后，管道將發(fā)生水擊。
　　蒸汽管道發(fā)生上列水擊現(xiàn)象時(shí)，主要的征象一是管道系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，管道本體、支（吊）架及管道穿墻處均有振動(dòng)，水擊越強(qiáng)烈振動(dòng)也越強(qiáng)烈；二是管道內(nèi)發(fā)出刺耳的聲響，但不同情況下的水擊時(shí)發(fā)出的聲響各有特點(diǎn)，如投運(yùn)時(shí)暖管或疏水不足的管道多階段性地發(fā)出“咚咚”的聲響；而蒸汽帶水進(jìn)入管道則多發(fā)出類(lèi)似空襲警報(bào)聲的連續(xù)嘯叫聲；停運(yùn)后的蒸汽管道如前述發(fā)生水擊時(shí)多階段性的發(fā)出如金屬敲擊般的尖銳聲響。第三種征象是蒸汽帶水進(jìn)入管道時(shí)，在管道的法蘭結(jié)合處易發(fā)生冒汽現(xiàn)象，水擊嚴(yán)重時(shí)，法蘭墊被沖壞致使大量漏汽。
2、蒸汽管道水擊的防范與處理
　　發(fā)生過(guò)多次水沖擊的管道，常出現(xiàn)支吊架松脫焊口泄漏等故障，因此，在熱力管道設(shè)計(jì)規(guī)程中明確規(guī)定，對(duì)于不經(jīng)常流通的管道死端，以及管段的低位點(diǎn)，均應(yīng)考慮設(shè)置疏水閥、疏水管。雖然從管道的設(shè)計(jì)安裝時(shí)就充分考慮防范發(fā)生管道水擊的可能，但實(shí)際運(yùn)行中，因種種原因仍比較容易遇到前述的各種水擊現(xiàn)象，所以在實(shí)際遇到時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的處理處理方法及防范措施：
（1）在管道投運(yùn)時(shí)發(fā)生水擊，可關(guān)小或關(guān)閉進(jìn)汽閥以控制適當(dāng)?shù)呐芩俣?，并及時(shí)開(kāi)啟蒸汽管道疏水閥，若疏水管堵塞，手摸裸露處不燙手，則反復(fù)敲打，必要時(shí)更換。
（2）要避免汽輪機(jī)或鍋爐快速的大幅度調(diào)節(jié)負(fù)荷，因特殊情況負(fù)荷頻繁大幅度變動(dòng)時(shí)，要注意鍋爐汽包水位的調(diào)節(jié)，必要時(shí)撤除鍋爐水位的自動(dòng)調(diào)節(jié)，改為手動(dòng)調(diào)節(jié)，若鍋爐汽包水位過(guò)高，應(yīng)關(guān)小給水或開(kāi)啟汽包放水閥，適當(dāng)降低水位，同時(shí)要及時(shí)開(kāi)啟相應(yīng)蒸汽管道疏水。另外，蒸汽負(fù)荷增加時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整燃燒，增加燃料量和風(fēng)量，注意分辨虛假水位。
對(duì)于汽水共騰現(xiàn)象，主要原因在于爐水含鹽量過(guò)大，在汽包水面上出現(xiàn)大量泡沫。要改善給水品質(zhì)，適當(dāng)加強(qiáng)定期排污和連續(xù)排污以避免發(fā)生汽水共騰。
（4）    停運(yùn)后的蒸汽管道發(fā)生水擊時(shí)，一要檢查相關(guān)進(jìn)汽閥門(mén)是否關(guān)閉嚴(yán)密，二要檢查停運(yùn)管道疏水是否開(kāi)啟，如未開(kāi)啟要及時(shí)緩慢開(kāi)啟，采用疏水母管系統(tǒng)時(shí)，還要避免疏水母管帶壓，其它管道的蒸汽通過(guò)疏水管道串入停運(yùn)的蒸汽管道內(nèi)，致使管道的水擊現(xiàn)象加劇。
三、各類(lèi)給水管道內(nèi)的水擊與防范處理
1、常見(jiàn)的水管道水擊現(xiàn)象及征象
　　熱力發(fā)電廠主要的水管道如給水管道、循環(huán)水管道的水沖擊一般較少發(fā)生，破壞性也不大，但是，一旦出現(xiàn)，則管道與支吊架容易發(fā)生“嘣嘣”的振動(dòng)，發(fā)出尖銳的金屬敲擊聲，對(duì)管道閥門(mén)、焊口、支吊架亦會(huì)造成不同程度的損壞。水管道的水擊現(xiàn)象主要有以下幾種：
（1）水管道內(nèi)存有蒸汽或空氣，而啟動(dòng)給水泵或循環(huán)水泵沒(méi)有關(guān)閉出口閥時(shí)，因管道內(nèi)流體流速突然變化易發(fā)生水擊現(xiàn)象。
（2）水泵運(yùn)行不正常（如汽蝕、葉輪損壞等），或水泵出口閥工作失效（如閥芯的損壞脫落、出口逆止閥搖擺不穩(wěn)定），及管道內(nèi)流體流量不穩(wěn)、波動(dòng)大等情況時(shí)比較容易引起管道內(nèi)給水壓力波動(dòng)和慣性沖擊。
（3）管道內(nèi)水溫度劇烈變化時(shí)易發(fā)生水擊。
（4）水管道上閥關(guān)閉（或開(kāi)啟）時(shí)動(dòng)作過(guò)快過(guò)猛，管道內(nèi)流體的流動(dòng)速度的水突然受阻或增大，管道內(nèi)壓力易發(fā)生反復(fù)急劇的變化，造成對(duì)管道的強(qiáng)烈沖擊。
2、各類(lèi)給水管道水擊的防范與處理
　　在熱力發(fā)電廠各類(lèi)給水管道設(shè)計(jì)中，已經(jīng)采取相當(dāng)多的技術(shù)措施，如盡量縮短管道長(zhǎng)度或保證閥門(mén)一定的啟閉時(shí)間；如增大管道直徑以降低管中流速，從而使水擊發(fā)生時(shí)速度的變化量降低，相應(yīng)地減小水擊壓力的數(shù)值；如在管道上裝設(shè)安全閥及抗水擊的專(zhuān)用閥門(mén)，當(dāng)管中壓力升高值超過(guò)允許數(shù)值時(shí)，安全閥開(kāi)啟泄壓，使管中壓力不致有過(guò)大的升高等一系列防范措施。運(yùn)行時(shí)對(duì)于發(fā)生給水管道發(fā)生水擊時(shí)，也能采取適當(dāng)處理措施控制防范水擊的產(chǎn)生與擴(kuò)大：
（1）發(fā)生前列第一種水擊時(shí)，可暫將水泵停運(yùn)，停止管道內(nèi)水擊的能量的來(lái)源，并同時(shí)開(kāi)啟管道上的空氣閥，排出空氣。
　　此類(lèi)水擊一般容易發(fā)生在循環(huán)水管道系統(tǒng)，最易形成水擊的運(yùn)行工況是循環(huán)水泵啟、停，出口蝶閥開(kāi)、關(guān)過(guò)程時(shí)。避免發(fā)生水擊的措施是：水泵出口蝶閥開(kāi)、關(guān)行程的時(shí)間曲線(xiàn)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整，啟泵前應(yīng)設(shè)法向管道系統(tǒng)內(nèi)灌水、排盡空氣，啟泵后再排出剩余的空氣。
（2）水泵或出口逆止閥工作不正常而發(fā)生水擊時(shí)，應(yīng)及時(shí)切換為備用泵運(yùn)行，檢查水泵及逆止閥。若是流量不穩(wěn)、波動(dòng)大引起的，則應(yīng)設(shè)法調(diào)整相關(guān)水泵或閥門(mén)以保持流量穩(wěn)定。
（3）要注意高溫飽和水管道及相關(guān)設(shè)備的調(diào)節(jié)，防止壓力驟然下降，管道內(nèi)飽和水汽化引起沖擊。
（4） 根據(jù)管道特性調(diào)整各類(lèi)電動(dòng)閥門(mén)啟閉時(shí)間，適當(dāng)延長(zhǎng)閥門(mén)的啟閉時(shí)間。采用正確的閥門(mén)操作方法，管道操作中啟停過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)順序及速度。
參考文獻(xiàn)：
1、《工程流體力學(xué)》， 重慶電力學(xué)校 侯文剛編，水利電力出版社。
2、《熱力設(shè)備水沖擊的原因分析及防范措施》，黃生琪、周菊華；《熱能動(dòng)力工程》總第95期。
3、《發(fā)電廠水擊現(xiàn)象探討》，王全勝、李樹(shù)權(quán)、馮永新。