浅析管道水击及防范措施
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给水管道水击现象产生的主要原因及如何消除
在日常生活中，往往从给水管道内发出声响或振动，该现象称为水击现象。
水击具有瞬时性、移动性（即无固定位置）。
发生水击现象的主要原因是管道内积存有空气，且排除不利时，在水流动时发生水与空气撞击而出现声响或振动。
水在输送时会携带部分空气，管道的检修泄水，更换管件阀门，接头不严密等均会造成大量空气进入管道而引起水击，管内水流速过大也会产生水击现象。
水击严重时产生较大的高频噪声，造成对环境的污染，严重撞击会造成管路上薄弱处破裂损坏，空气的长期滞留会腐蚀管道内壁，影响使用寿命。
消除水击的方法：
（1）合理选择管径，使管内水流速控制在允许范围内。
（2）管道高点处宜设置排气阀，管道检修或更换管件阀门后。
通水时打开排气阀进行排气，少量空气积存可采用打开卫生洁具的水龙头放水，这样也可携带出部分空气。
（3）经常保持系统管道的严密性。
输油管道的水击分析
=1013.25(m/s)
此速度为充满汽油的406.4 7.1的管道中，压力波的理论速度。
输油管道的水击分析
若关闭阀门所经历的总时间为Ts，则可将它分成n个时段△t1， △t2 ，…… △tn ， Ts =∑△t1 ，
H0
直接水击 间接水击
△t1时段 p1a(V0V1)
△t2时段
p0 g
输油管道的水击分析
水击波的传播及波速计算
水击是以压力波的形式在有限的管道边界内进行传播和反射的。水击波的传 播分为四个阶段，从伐门突然开启或关闭，使水流流速改变产生水击波，这是水 击的第一个阶段，也是直接波。水击波所到之处，管道内的流速和压强也随之发 生变化。
当水击波传播到水库或水池或者回到伐门处，水击波将产生反射，这种反射 的水击波称为间接波。
管壁收缩
p g p g
p0 g
V=V00
V0 V0=0
B
t 2L t 3L A
aL a
p
a
g
p
流速由0 →V0 ，
g
H0
压强增加，恢复原状， 管壁恢复原状
p0 g
V0
V0 V0 V0 V0=0
B
t 3L t 4L A
aL a
输油管道的水击分析
水击压强的计算（直接水击）
输油管道的水击分析
输油管道的水击分析
输油管道中的水击
水击是指液体流速改变引起的压力瞬变过程。其实 际上是一种能量转换。任何原因引起的流速变化，都将 产生水击，或是增压、或是减压。流速的突然下降所 产生的水击对输油管道特别危险。
“泵到泵”输油管道水击发生示意图
输油管道的水击分析
水击物理概念
当流场中液体质点的运动要素不仅随空间位置而变、而且随时间而 变化时，这种流动称为非恒定流动。
浅析汽化冷却管道水击原因及预防措施
浅析汽化冷却管道水击原因及预防措施摘要：蒸汽管道水击轻微时，只表现噪音与振动，严重时会导致管道振动，摇晃，似乎“锤子”（水）在捶打管道，会造成管道振动，摇晃，支架脱落，管道断裂。
管道内压强变化甚至超过管道内原有压强的几十倍或者几百倍，以致超过了管壁材料的许用应力，造成垫片失效，阀门损坏，管道管件变形损坏。
本文具体讲述锅炉汽化冷却管道发生的6起汽化冷却管道水击事件，现场处理方法，并分析水击原因，并针对解决办法，提出措施避免或处理水击的危害。
关键词：汽化冷却管道、水击，处理措施，预防方法The causes of water strike in vaporization cooling pipe in boiler system and preventive measures are analyzedXingDeChaoAbstract: Steam pipe water strike slight, only noise and vibration, serious will lead to pipe vibration, shaking, it seems that the "hammer" (water) in the beat pipe, will cause pipe vibration, shaking, bracket fall off, pipe fracture. The pressure change in the pipeline even exceeds the original pressure in the pipeline dozens or hundredsof times, so that it exceeds the allowable stress of the pipe wall material, resulting in gasket failure, valve damage, deformation and damage of pipe fittings. In this paper, 6 cases of water strike accidents occurred in boiler steam cooling pipes are described in detail, and the on-site treatment methods, and the causes of waterstrike are analyzed, and measures are proposed to avoid or treat the harm of water strike according to the solutions.Key words: vaporization cooling pipe, water strike, treatment measures, prevention methods1概述1、汽化冷却管线及设备的水击现象在1780烘炉开始，热轧汽化冷却管线及相关设备在加热炉点火初期或者运行过程中的水击现象发生过5起。
浅析蒸汽管道水击的原因及预防措施
浅析蒸汽管道水击的原因及预防措施摘要：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液，如果不及时排出，被汽流推至低洼处或管道末端集中，会造成水击。
蒸汽管道水击会对蒸汽管道及设备的平稳、安全运行构成严重威胁。
采取合理的设计、措施、操作方式，避免或减小水击的危害，保证蒸汽管道和设备安全、平稳运行。
关键词：蒸汽管道；水击的危害；水击现象的处置措施；水击的预防措施一、蒸汽管道水击的形成及危害无论是输送过热蒸汽还是饱和蒸汽的管道，在系统启动或运行时，如果疏水不充分，蒸汽中就会带有凝结水。
如果此时突然开启阀门，携带着凝结水的蒸汽会流动起来，形成波浪，凝结水较多时会形成水堵，如图1所示。
水堵被高速汽流推动前进，由于水的惯性和不可压缩性，撞击管壁，弯头，阀门等管道附件，引起管道中流动的流体压力发生反复的、剧烈的周期性变化，这种现象称为水击，又称“水锤”[1]。
水堵一旦撞击到管道的拐弯处或阀门位置时，流动瞬间停止，释放出动能，造成压力变化，形成冲击波，冲击管道和阀门，造成直接水击。
为了避免蒸汽管道在投用过程中，造成管道过大的热应力和水击，使管道产生永久变形或裂纹，因此蒸汽管道投用时必须提前进行蒸汽暖管。
蒸汽暖管原则要先主管后支管、按照介质走向依次分段进行暖管；暖管时要先升温再升压，确保管道过热后方可提压。
举例：某公司低温甲醇洗装置低压过热蒸汽管线投用过程中发生水击事件经过：低温甲醇洗装置甲醇水分离塔再沸器采用低压过热蒸汽做为加热介质，压力1.5MPa、温度240℃。
低压过热蒸汽自蒸汽母管引至低温甲醇洗界区，支管较长，长约100m，含2段Ω型膨胀节（膨胀节约1.5m高）。
在投用运过程中，当开启蒸汽管线末端疏水导淋后，发生蒸汽管道水击事故，管道发生纵向剧烈振动并伴有巨大声响（金属敲击般的尖锐声响），导致管道支架脱落，管道位移。
事件原因：此段蒸汽管道停运后相应疏水导淋阀开度不足，在低压过热蒸汽进汽阀门未关闭严密情况下，蒸汽漏入管道内并逐渐冷却为水并积聚在管道中，在投用过程中，疏水不畅，导致发生蒸汽管道水击事故。
管路的水击及其预防
管道技术与设备
2002 年
管路的水击及其预防
王建设 洛阳石化总厂化纤厂 河南省洛阳市 471012
摘要 在蒸汽管线和大口径管线上, 经常会发生水击, 对管道及相连设备的安全产生危害, 严 重时甚至会造成管道、阀门等设备的破裂损坏, 影响装置的安全运行及平稳生产。本文分析了水击 现象产生的原因, 并针对水击压力的变化规律, 提出了减轻水击危害的对策。 关键词: 管道 水击 预防 中图分类号: U173
开启, 造成的压力波在管内的传播。其传播速度用 c 表示。取流体的纵弹性系数为 K ( kgf/ m2) , 管材纵弹 性系数为 E ( kg f/ m2) , 流体比重 ( kgf / m3) , 管内径为 D ( m) , 管壁厚为 e( m) , 重力加速度为 g ( m/ s2 ) , 则有 公式( 1) :
c=
Kg/
1+ ( K / E) (D / e) c1
这里 c1 是随管道的固定状况不同而变化的系数。 取泊松比为 , 则:
( 1) 管 子 上 游 固 定, 无 轴 向 位 移 限 制 时, c1 =
1- / 2; ( 2) 整个管子有轴向位移限制时, c1= 1- 2;
( 3) 管子有轴向位移限制, 但中间有伸缩接头时,
参 考文献
1 袁恩熙. 工程流 体力学. 北 京: 石 油工业出 版社, 1986: 163
~ 169. 2 田 中 山. 配 管 的 设 计 和 施 工. 日 本 东 京: 共 立 出 版 社,
1980: 739~
( 收稿日期: 2002 年 1 月 17 日)
好消息
本刊在 2002 年参加以下展览会, 展会期间免费赠阅期刊, 欢迎您光临展台, 并提出宝贵意见。
管道的水击现象及其防护
管道的水击现象及其防护 Final revision by standardization team on December 10, 2020.管道的水击现象及其防护摘要：水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。
本文介绍了水击现象的定义、理论、形式和形成原因。
概述了水击现象的危害并论述了管道水击的防护措施。
关键词：管道水击现象危害防护措施1 水击现象在日常生活中,我们碰到的水流不稳定现象很多。
当我们快速关闭水龙头或关闭闸阀和水轮机导水叶时,在关闭过程中,随着阀门开度的减少,管道中的流速也逐渐减小,由于水流的动量快速变化,在闸阀的上游部分将产生压力升高;而在下游部分(如在尾水管中)产生压力降低。
当开启阀门或水轮机导水叶时,管道中的流速逐渐增大,在导叶上游部分产生压力降低,而在其下游部分(如在尾水管中)产生压力升高。
特别是在水电站或水泵站的有压引水系统中,通常用导叶或阀门调节流量,以达到适应水电站出力变化或水泵站供水量变化的生产要求。
这种调节往往是快速的,因此必然引起有压引水管道中的流速发生急剧变化,伴随着将产生管道中液体内部压强迅速交替升降的水力现象。
这种交替升降的压强作用在管道、阀门或其他管道元器件上好像锤击一样,故称这种有压非恒定流为水击现象,简称水击。
交替升降的压强称为水击压强[1]。
水击现象的定义水击是指压力瞬变过程，是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。
当由于某种原因引起管路中流速突然变化时，例如开关阀门过快、突然断电停泵，都会引起管内压力突然变化，造成水击。
当急剧变化的压力波波前通过管路时，产生一种声音，犹如用锤子敲击管路时发出的噪音，故水击亦称水锤[2]。
水击理论弹性水击理论考虑液体的压缩性和管材的弹性,在管道各个截面上液体的流速是位置与时间的函数,V=f(x,t)。
弹性水击理论适用于长距离和液体流速较大的管道,实践证明,这个理论与实际情况相符。
刚性水击理论忽略液体的压缩性与管材的弹性,把管道内的液体视为一条整体的“刚性水柱”,在管道各个截面上的液体流速只是时间的函数,而与位置无关,V一f(t)。
输油管道的水击分析及保护
输油管道的水击分析及保护摘要:为了消除发油时管道内的水击现象，本文主要分析原输油管道的水击现象产生原因，产生的基本原理和危害。
对水击分析现象下，结合其水击的特点，通过公式的理论验证，提出相应的水击预防保护措施，以加强输油管道的运用。
关键词:输油管道；水击分析；危害；防护作用；随着各行各业的兴起对液油的需求量增加，因此输油管道系统的应用要求也越来越高，长距离输油管道就显得更加便利了，其主要还是因为输油管道相对于其他输送方式铁路、公路的输油方式相比，管道输油具有运量大、密闭性好、成本低和安全系数高等特点优势，所以输油管道俨然成为石油的主要输送工具之一，未来依旧具有相当大的发展潜力。
目前输油管道主要面临的是管道保护和使用安全上的问题较为重要，本文着重陈述输油管道在长距离输送的管道中液油流速发生急剧变化所引起的压强大幅度波动的现象，管道系统中闸门急剧启闭，使得液体发生流速发生巨大的变化，所产生的水击问题。
从中分析水击产生的危害和采用预防措施，以防止不良事件的发生。
输油管道发展状况管道输送的发展与我国当前的工业的发展有着密不可分的关系，输油管道最早的原油管道是克拉玛依—独山子原油管道，在上个世纪50年代末建成投入使用，是我们工业发展进步的标准。
其次我国在输油管道中也有较大的突破，包括距离上，干线长1858公里，管径813毫米，该管道起于乌鲁木齐王家沟首站，止于兰州末站。
还有其管径上也有重大突破，在日照-仪征原油管道的管径可达到914毫米，设计压力8.5MPa。
从中可以充分说明了输油管道在未来发展的潜力越来越大。
输油管道水击分析水击产生的原因输油管道中的水击，是指液体流速改变引起的压力瞬变，这一变化过程实际是能量之间的转换。
无论哪种原因而引起流速的变化，增压或是减压都将会产生水击，在流速的突然下降所产生的水击对输油管道具有特别大的危险。
这种压强的变换交替，会出现极大的升降值，如果处理不当将导致管道系统发生强烈的振动，受到压强过大的影响而导致管道严重变形甚至爆裂。
管道的水击现象及其防护
管道的水击现象及其防护水击现象是指由于管道中液体的突然阻塞或急剧减速引起的压力冲击现象。
水击现象不仅会对管道系统造成严重损坏，还可能对设备和人员安全造成威胁。
因此，了解水击现象的成因以及采取适当的防护措施是非常重要的。
一、水击现象的成因水击现象的成因主要有以下几个方面：1. 管道突然关闭或开启：当管道中的液体在流动中突然关闭或开启时，液体的动能会突然减小或增大，导致液体产生压力冲击，产生水击现象。
2. 泵站操作不当：在泵站操作中，若启动或停止泵的方式不合理，会导致液体流量突然改变，引发水击现象。
3. 变频控制系统故障：变频控制系统主要用于调节管道流量。
若系统出现故障，可能导致流量突变，引发水击现象。
二、水击现象的危害水击现象对管道系统以及相关设备和人员安全造成的危害是非常严重的。
下面是水击现象可能引发的一些危害情况：1. 管道破裂：由于水击现象产生的高压冲击力可能使管道发生破裂，导致液体泄漏，造成生产中断和环境污染。
2. 设备损坏：水击现象会对泵站及与之相连的设备产生不良影响，可能导致设备损坏、故障或提前寿命。
3. 人员伤亡：在水击现象发生的环境下，对人员安全构成威胁。
例如，当管道破裂时，喷出的高压液体可能对工作人员造成伤害甚至生命危险。
三、水击现象的防护措施为了避免或减少水击现象的发生，可以采取以下一些常见的防护措施：1. 安装减压阀或消声器：减压阀或消声器可以有效地减少管道中的冲击压力，降低水击现象的发生概率。
2. 慢启动系统：在启动泵站时，可以采用慢启动系统，使液体流量逐渐增加，避免突然的流量改变，减少水击风险。
3. 控制管道中的气体含量：管道中存在过多气体会增加水击现象的发生概率。
因此，保持管道中的气体含量在合理范围内，可以有效地预防水击现象。
4. 加装吸水阀：吸水阀可以防止液体回流，避免液体突然停止流动引发的水击现象。
5. 定期检查和维护管道系统：定期检查和维护管道系统，包括泵站、阀门、管道等，可以及时发现潜在问题并采取相应的修复措施，预防水击现象的发生。
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浅析管道水击及防范措施
摘要：管道在运行时,由于突然停电或停泵,使管道中的流速和动量发生急剧变化,而发生水击或水锤现象, 水击可导致管道系统的强烈震动，对管道系统造成影响或破坏，甚至危及设备和人身的安全。
因此，火力发电厂汽水管道如果管道发生水击，会直接影响了汽水系统的安全运行，对电厂的安全生产构成严重威胁。
热力管道系统是火力发电厂的生命线，如何保证汽水管道的安全稳定运行，对水击现象进行了分析和探讨,提出了预防管道系统水击的方法和措施,防止水击现象发生，对电厂的安全生产和经济运行有着重要意义。
一、常见汽水管道水击现象
1、蒸汽管道水击现象及其特征
在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生，主要集中在主再热蒸汽管道、抽汽管道、汽封管道、高低加疏水管道等，而蒸汽管道产生水击通常是以下几种状态比较普遍：
（1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启、不畅或疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。
（2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。
（3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。
蒸汽管道在以上状态下发生水击现象时，主要表现的特征是：
（1）管道系统会发生振动，管道、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈。
（2）是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。
（3）管道系统在蒸汽带水进入管道时，如管道系统有法兰连接情况下，在管道的法兰结合处容易发生冒汽现象，水击严重时，法兰垫被冲坏致使大量漏汽。
2、水管道水击现象及其特征
火力发电厂主要的水管道如给水管道、除盐水管道、凝结水管道、循环水管道一般比
较少发生水击现象，偶尔出现的水冲击，破坏性也不是很大。
但给水管道和凝结水管道因系统自身的特点，容易产生水冲击。
水管道发生水冲击，会使管道与支吊架容易发生“嘣嘣”的振动，发出尖锐的金属敲击声，对管道阀门、焊口、支吊架也会造成不同程度的损坏。
水管道发生水冲击现象主要有以下几种情况：
（1）管道系统内存有蒸汽或空气，而在全开出口阀时启动水泵或启动水泵没有关闭出口阀时，因管道内流体流速突然变化易发生水击现象。
（2）水泵运行不正常（如汽蚀、叶轮损坏等），或水泵出口阀工作失效（如阀芯的损坏脱落、出口逆止阀摇摆不稳定），及管道内流体流量不稳、波动大等情况时比较容易引起管道内给水压力波动和惯性冲击。
（3）管道内因加热或漏入蒸汽等因素造成水温度剧烈变化时易发生水击。
（4）水管道上阀门关闭（或开启）时动作过快过猛，管道内流体的流动速度的水突然受阻或增大，管道内压力易发生反复急剧的变化，造成对管道的强烈冲击。
二、水击现象及其危害
当水或汽等液体在压力管道中流动时，当遇到突然关闭或开启阀门，水泵突然停机或启动，液体的流动速度会发生突然变化，由于流体的惯性和压缩性，引起管道中流动的液体压力发生反复的、急剧的周期性变化，这种现象称为水击（或水锤）。
发生水击现象时管道内压力会有一个急剧的升高，其数值可能达到正常工作压力的几十倍甚至几百倍，使管壁材料及管道上的设备及附件承受很大的压力，并伴随着管壁的扩张和收缩，发出强烈的振动和噪音，有如管道受到锤击的声音，同时，高频交变压力作用在管壁上，加之强烈的振动和流体的冲击，使金属表面被打击出许多麻点。
如果此时管道系统自身存在金属缺陷，则有可能对管系或设备造成破坏，导致事故的发生，严重会危及调试人员或运行维护人员的生命安全。
所以，汽水管道发生水击不仅增加管道内部流体的流动阻力，而且也严重危及到管道系统及有关设备的安全运行。
特别是大流量、高流速的长流程管中以及输送水温高、流量大的水泵中更为严重。