Vad är vattenhammare?
Vattenhammare eller hydraulisk chock kan förstås som en plötslig kollision av ett snabbt rörligt fast slag i rörsystemet med något hinder som kan vara en böjd, ventil osv. Således definieras vattenhammare som en plötslig ökning i tryck på grund av hinder för vätskens rörelse eller riktningsskifte.
Exempel Det inträffar under laddning eller uppvarmning av den långa ångledningen under den inledande startuppoperationen och också på grund av blandning av ånga och kondensat. Vattenhammare är något som oftast händer medvetet och omedvetet i vårt dagliga liv - när vi plötsligt öppnar och stänger vattenkranen i badrummet under duschning resulterar det i vattenhammare. (att snabbt vända på/av duschventilen).
Felaktigt Begrepp om Vattenhammare
Många termohydrauliska fenomen, som anges i tabellen, karaktäriseras ofta felaktigt som vattenhammare. Resultatet av dessa händelsers förekomst inkluderar chocker som hydrauliska- och termiska. Vattenhammare inträffar främst på grund av brist på medvetenhet och otillräckliga drift- och underhållspraxis. I fallet med vattenhammare stämmer ordspråket "förebyggande är bättre än bot".
Termodynamiskt Fenomen |
Plats för Förekomst |
Vattenhammare |
I ångledningar och huvudledningar |
Vattenpistol (instabila horisontella vågor) |
Lagringstank (som deaerator) |
Förflätningskondensation och förflätningschock |
I deaeratorer |
Vatteninduktion, deformering av rotor eller behållare |
I ångturbiner och ångledningar |
Inträffande av Vattenhammare
När ångan lämnar kitteln måste den resa en viss sträcka innan den når användningspunkten (ångturbin eller någon annan värmeelement) och under processen att resa sträckan börjar ångan förlora värme. Som en konsekvens börjar ångan i röret kondensera. Under plantans startfas är hastigheten för bildandet av kondensat (bildad från vatten droppar) mycket hög, eftersom hela systemet startar från kallt eller kallstart.
Under operationen börjar dessa droppar av kondensat byggas upp längs ångledningarnas nätverk och så bildar de en solid klump av kondensat som visas i den givna
Kondensation resulterar i bildandet av vattendroppar. Gradvis börjar kondensatet byggas upp längs rörets längd och bildar en solid klump. När denna klump stöter på något hinder som ett hål, en ventil eller en böjd, kommer dessa hinder att resultera i en plötslig stopp av den solida klumpen oväntat. Under denna process ändras den kinetiska energin i den solida klumpen till tryckenergi och rörsystemet måste klara av det.
Påverkan av Vattenhammare
Det är nödvändigt att förstå den allvarliga påverkan av vattenhammare i utrustning som används i anläggningar. Det nedanstående exemplet förklarar tydligt den destruktiva naturen av vattenhammare:
För mättad ånga rekommenderas hastighet på 25 till 35 meter per sekund
För vatten i ett rörsystem rekommenderas hastighet på 2 till 3 meter per sekund
När vattenhammare inträffar dras kondensatklumpen av ångan och så reser sig vattenklumpen med en hastighet lika med ångans, vilket är tio gånger mer än vattnets hastighet. Således är vattenhammare alltid associerade med mycket högt tryck.
Faktorer som hjälper till att undvika vattenhammare
Ångsystem är mycket komplexa och dynamiska, så att undvika vattenhammare är en utmanande uppgift. Men med hjälp av följande bästa ingenjörsmässiga praxis kan dess förekomst enkelt övervinnas genom att anta:
Rätt lutning bör ges i ångledningarna i riktning mot flödet.
Installation av ångfällor med jämna mellanrum och det även vid de lägsta punkterna. Installation av ångfällor vid de lägsta punkterna säkerställer borttagning av kondensat från systemet.
Rörsagging resulterar i bildandet av kondensat i rörsystemet och kan leda till ökade chanser för vattenhammare. Således bör ångrörsystem korrekt stödjas för att undvika eventuell sagging.
Standardiserade startup-procedurer krävs för kallstart av anläggningen. Operatörerna bör ordentligt utbildas för att ta hand om öppningen av isoleringsventilen sakta.
Rätt storlek på dränkningspocket, för att säkerställa att kondensatet inte hoppar eller passerar det enkelt. Syftet med dränkningspocket ska inte misslyckas med att samla in allt kondensat och passera det genom fällan.
Typen av reducerare ska vara excentriska istället för koncentriska reducerare.
Vattenhammare i Kraftverk
Vattenhammare inträffar när vatten, accelererat av ångtryck eller ett lågtrycksvoid, plötsligt stoppas av kollision med en ventil eller fitting, som en böjd eller T-förgrening, eller på en rörytas yta. Vattenhastigheter kan vara mycket högre än den normala ånghastigheten i röret, särskilt när vattenhammare inträffar vid start.
När dessa hastigheter förstörs av kollision, konverteras den kinetiska energin i vattnet till tryckenergi, och ett tryckchok appliceras på hindret. I milda fall finns det buller och kanske rörels av röret.
Mer allvarliga fall leder till sprickning av röret eller fittingar med nästan explosiv effekt och följaktligen flykt av levande ånga vid sprickningen. Sprickning av rör eller ångsystemkomponenter kan propellera fragment som kan orsaka skada eller livsfara.
