Co to jest wodny młot?
Uderz wodny lub hydrauliczny wstrząs to zjawisko, które można zrozumieć jako nagły zderzenie szybko poruszającego się solidnego grudka z przeszkodą w systemie rurociągowym, która może być zakrętem, zaworem itp. Uderz wodny definiuje się jako nagły wzrost ciśnienia spowodowany przeszkodą w ruchu płynu lub zmianie kierunku.
Przykład Zdarza się to podczas ładowania lub rozgrzewania długiej linii parowej podczas początkowego uruchamiania i także z powodu mieszania pary i kondensatu. Uderz wodny jest zjawiskiem, które zdarza się często świadomie i nieświadomie w naszym codziennym życiu – gdy nagle otwieramy i zamykamy kran w łazience podczas kąpieli, co powoduje uderz wodny. (działań szybkiego otwierania/zamykania zaworu prysznica).
Niezrozumiane Pojęcie dotyczące Uderzu Wodnego
Wiele termohydraulicznych zjawisk, jak przedstawiono w tabeli, często błędnie charakteryzuje się jako uderz wodny. Powstające uszkodzenia z powodu wystąpienia takich zjawisk obejmują szok hydrauliczny i termiczny. Uderz wodny zdarza się głównie z powodu braku świadomości i niewłaściwych praktyk eksploatacji i konserwacji. W przypadku uderzu wodnego prawdziwa jest przypowieść, że "lepiej zapobiegać niż leczyć".
Termodynamiczne zjawisko |
Lokalizacja wystąpienia |
Uderz wodny |
W rurach parowych i nagłówkach |
Pistoń wodny (niestabilne poziome fale) |
Zbiornik magazynowy (jak deaerator) |
Flashowa kondensacja i wstrząs od ewaporacji |
W deaeratorach |
Indukcja wodna, deformacja rotora lub obudowy |
W turbinie parowej i rurociągach parowych |
Wystąpienie Uderzu Wodnego
Gdy para opuszcza kotłownię, musi przebyć pewną odległość, zanim dotrze do miejsca użytkowania (turbiny parowej lub innego wymiennika ciepła), a w trakcie tego procesu para zaczyna tracić ciepło. W rezultacie para w rurze zaczyna kondensować. Podczas uruchamiania instalacji tempo formowania się kondensatu (powstającego z kropel wody) jest bardzo wysokie, ponieważ cały system startuje od zimnego stanu lub zimnego uruchomienia.
Podczas operacji te krople kondensatu zaczynają gromadzić się wzdłuż sieci rurociągów parowych, tworząc stałą grudkę kondensatu, jak pokazano na podanym
Kondensacja prowadzi do powstania kropli wody. Stopniowo kondensat zaczyna gromadzić się wzdłuż rury i tworzyć stałą grudkę. Gdy ta grudka napotka jakąkolwiek przeszkodę, taką jak otwór, zawór lub zakręt, te przeszkody spowodują nagłe zatrzymanie grudki. W tym procesie energia kinetyczna grudki zmienia się w energię ciśnieniową, a sieć rurociągów musi sobie z tym poradzić.
Wpływ Uderzu Wodnego
Koniecznie należy zrozumieć poważny wpływ uderzu wodnego na urządzenia używane w zakładach. Poniższy przykład jasno wyjaśnia destrukcyjną naturę uderzu wodnego:
Dla nasyconej pary zalecana prędkość wynosi 25 do 35 metrów na sekundę
Dla wody w sieci rurociągu zalecana prędkość wynosi 2 do 3 metrów na sekundę
Gdy wystąpi uderz wodny, grudka kondensatu jest pchana przez parę, a więc grudka wody podróżuje z prędkością równą prędkości pary, która jest dziesięć razy większa niż prędkość wody. Dlatego uderz wodny jest zawsze związany z bardzo wysokim ciśnieniem.
Czynniki pomagające unikać uderzu wodnego
System parowy jest bardzo skomplikowany i dynamiczny, dlatego unikanie uderzu wodnego jest wyzwaniem. Ale dzięki najlepszym praktykom inżynieryjnym jego wystąpienie można łatwo przekonać, stosując:
Należy zapewnić odpowiednie nachylenie w rurociągach parowych w kierunku przepływu.
Instalacja pułapek pary w regularnych odstępach, a zwłaszcza w najniższych punktach. Instalacja pułapek pary w najniższych punktach zapewnia usuwanie kondensatu z systemu.
Opadanie rur prowadzi do powstania kondensatu w sieci rurociągowej i może zwiększać szanse na wystąpienie uderzu wodnego. Dlatego rury parowe powinny być prawidłowo wsparte, aby uniknąć opadania.
Standardowe procedury startu są wymagane dla zimnego startu zakładu. Operatorzy powinni być odpowiednio wyszkoleni, aby dbać o powolne otwarcie zaworu izolacyjnego.
Prawidłowe wymiarowanie kieszeni odprowadzających, aby zapewnić, że kondensat nie będzie mógł łatwo przeskakiwać. Cel kieszeni odprowadzającej polega na zebraniu całego kondensatu i przeprowadzeniu go przez pułapkę.
Typ reduktorów powinien być ekscentryczny, a nie koncentryczny.
Uderz wodny w Elektrowniach
Uderz wodny występuje, gdy woda, przyspieszona przez ciśnienie pary lub niskociśnieniową próżnię, jest nagle zatrzymana przez zderzenie z zaworem lub elementem montażowym, takim jak zakręt lub T, lub na powierzchni rury. Prędkości wody mogą być znacznie wyższe niż normalna prędkość pary w rurze, szczególnie podczas wystąpienia uderzu wodnego podczas startu.
Gdy te prędkości są zniszczone przez zderzenie, energia kinetyczna w wodzie przekształca się w energię ciśnieniową, a rura jest narażona na szok ciśnieniowy. W łagodnych przypadkach występuje hałas i może dojść do przemieszczenia rury.
W bardziej skrajnych przypadkach dochodzi do pęknięcia rury lub elementów systemu parowego z prawie wybuchowym efektem i konsekwentnym ucieczką pary w miejscu pęknięcia. Pęknięcie rur lub komponentów systemu parowego może wyrzucić fragmenty, które mogą spowodować obrażenia lub utratę życia.
