Hva er vannhammer?
Vannhammer eller hydraulisk sjokk fenomenet kan forstås som en plutselig kollisjon mellom raskt bevegende fast slug i rørsystemet med noen hindring, som kan være en bøy, ventill osv. Dermed defineres vannhammer som en plutselig økning i trykk på grunn av hindring til flytende bevegelse eller retningsskifte.
Eksempel Det skjer under opplading eller oppvarming av det lengre dampledningen under den initielle startoperasjonen, og også på grunn av blandingen av damp og kondensat. Vannhammer er noe som skjer ofte bevisst og ubevist i vår daglige rutine – når vi plutselig åpner og lukker vannkranen i badet vårt under dusjing, resulterer dette i vannhammer. (å snu på/av dusjkranen veldig raskt).
Misforstått konsept om vannhammer
Mange termohydrauliske fenomener, som gitt i tabellen, blir ofte feilaktig karakterisert som vannhammer. Resultatet av skader fra forekomsten inkluderer sjokk som hydraulisk-og-termisk. Vannhammer skjer hovedsakelig på grunn av mangel på kunnskap og upassende drift- og vedlikeholdspraksis. I tilfeller av vannhammer er proverbium “forebygging er bedre enn kur” sant.
Termodynamisk fenomen |
Sted for forekomst |
Vannhammer |
I damprør og -hoder |
Vannspiss (ustabile horisontale bølger) |
Lagringsbeholder (som Deaerator) |
Flash-kondensasjon og fordampningssjokk |
I Deaeratorer |
Vanninduksjon, deformering av rotor eller kasse |
I damp turbine og damprør |
Forekomst av vannhammer
Når damp forlater kokken, må den reise en strekning før den når brukerpunktet (damp turbine eller annen varmeveksler), og under reisen begynner dampen å tape varme. Som et resultat, begynner dampen i røret å kondensere. Under anleggets startoppgang er hastigheten for dannelse av kondensat (dannet fra vann dråper) veldig høy, da hele systemet starter fra kaldt eller kaldestart.
Under operasjon bygger disse dråpene av kondensat seg opp langs lengden av damprørsystemet, og danner dermed en solid slug av kondensat som vist i det gitte
Kondensasjon resulterer i dannelse av vann dråper. Gradvis begynner kondensatet å bygge seg opp langs lengden av røret og danner en solid slug. Når denne slugen møter noen hindring som orifice, ventill eller en bøy, vil disse hindringene føre til en plutselig stopp av den solide slugen uventet. Under denne prosessen endres KE-energien av den solide slugen til trykkenergi, og rørsystemet må klare det.
Påvirkning av vannhammer
Det er nødvendig å forstå den alvorlige påvirkningen av vannhammer i utstyr brukt i anlegg. Gitt eksempel forklarer tydelig den destruktive naturen av vannhammer:
For mettet damp anbefales hastighet på 25 til 35 meter per sekund
For vann i et rørsystem anbefales hastighet på 2 til 3 meter per sekund
Når vannhammer forekommer, dras kondensatslugen av dampen, og dermed reiser vannslugen med en hastighet lik den av dampen, som er ti ganger høyere enn vannhastigheten. Derfor er vannhammer alltid assosiert med svært høyt trykk.
Faktorer som hjelper med å unngå vannhammer
Dampsystemet er veldig komplekst og dynamisk, så unngå vannhammering er en utfordrende oppgave. Men med hjelp av de beste ingeniørpraksis kan forekomsten lett overvinnast ved å:
Riktig helning skal gis i dampledninger i retning av strømning.
Installasjon av dampfeller på regelmessige intervaller, og det også ved de laveste punktene. Installasjon av dampfellene ved de laveste punktene sikrer fjerning av kondensat fra systemet.
Rørsagging fører til dannelse av kondensat i rørsystemet og kan øke sannsynligheten for vannhammering. Derfor skal damprør ordentlig støttes for å unngå eventuell sagging.
Standard startprosedyrer kreves for kaldstart av anlegget. Operatører skal ordentlig treines for å ta vare på isoleringsventiller åpnet forsiktig.
Riktig størrelse av dræneposer, for å sikre at kondensatet ikke hopper eller passer den lett. Formålet med dræneposer skal ikke overkjempes for å samle all kondensat og passere den gjennom fella.
Type reduktorer skal være ekscentriske i stedet for sentriske reduktorer.
Vannhammer i kraftverk
Vannhammer forekommer når vann, akselerert av damptrykk eller et lavtrykk tomtrom, plutselig stoppes av påkjenning på en ventill eller fitting, slik som en bøy eller t-skjøting, eller på en røroverflate. Vannhastigheter kan være mye høyere enn den normale damphastigheten i røret, spesielt når vannhammeret forekommer under oppstart.
Når disse hastighetene ødeslegges av påkjenning, omdannes kinetiske energi i vannet til trykkenergi, og et trykkshokk påføres hindringen. I milde tilfeller er det støy og kanskje bevegelse av røret.
Mer alvorlige tilfeller fører til fraktrering av røret eller fittings med nesten eksplosiv effekt og følgelig utslipp av levende damp ved fraktreringen. Fraktrering av rør eller dampsystemkomponenter kan propellere fragmenter som kan forårsake skade eller tap av liv.
