Sóng áp lực nước là gì?
Sự va đập của nước hoặc sốc thủy lực là hiện tượng va chạm đột ngột của khối rắn di chuyển nhanh trong hệ thống đường ống với bất kỳ vật cản nào có thể là cong, van v.v. Vì vậy, sự va đập của nước được định nghĩa là sự tăng đột ngột áp suất do cản trở chuyển động hoặc thay đổi hướng của chất lỏng.
Ví dụ: Nó xảy ra khi sạc hoặc làm nóng đường ống hơi dài trong quá trình khởi động ban đầu và cũng do sự trộn lẫn giữa hơi và nước ngưng tụ. Sự va đập của nước là điều xảy ra hầu hết mọi lúc, biết hay không biết, trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta – khi chúng ta mở và đóng vòi nước trong phòng tắm một cách đột ngột dẫn đến sự va đập của nước. (hành động mở/đóng van vòi sen rất nhanh).
Nhận thức sai lầm về Sự va đập của nước
Nhiều hiện tượng nhiệt-hydraulic như được liệt kê trong bảng thường bị nhầm lẫn là sự va đập của nước. Các thiệt hại từ các sự cố này bao gồm sốc thủy lực và nhiệt. Sự va đập của nước chủ yếu xảy ra do thiếu nhận thức và thực hành vận hành và bảo dưỡng không đúng cách. Trong trường hợp của sự va đập của nước, câu tục ngữ "phòng ngừa tốt hơn chữa trị" là đúng.
Hiện tượng Nhiệt động học |
Vị trí Xảy ra |
Sự va đập của nước |
Trong đường ống hơi và đầu đường ống |
Piston nước (sóng ngang không ổn định) |
Bể chứa (như Deaerator) |
Sốc ngưng tụ và bay hơi đột ngột |
Trong Deaerator |
Đưa nước vào, biến dạng rotor hoặc vỏ |
Trong Turbine hơi và đường ống hơi |
Xảy ra Sự va đập của nước
Khi hơi rời khỏi nồi hơi, nó phải đi một quãng đường trước khi đến điểm sử dụng (turbine hơi hoặc bất kỳ bộ trao đổi nhiệt nào khác) và trong quá trình di chuyển, hơi bắt đầu mất nhiệt. Kết quả là, hơi trong đường ống bắt đầu ngưng tụ. Trong quá trình khởi động nhà máy, tốc độ hình thành nước ngưng tụ (từ các giọt nước) rất cao, vì toàn bộ hệ thống đang bắt đầu từ trạng thái lạnh hoặc khởi động lạnh.
Trong quá trình hoạt động, các giọt nước ngưng tụ bắt đầu tích tụ dọc theo chiều dài mạng lưới đường ống hơi và do đó tạo thành khối rắn của nước ngưng tụ như được hiển thị trong hình dưới đây
Ngưng tụ dẫn đến việc hình thành các giọt nước. Dần dần, nước ngưng tụ bắt đầu tích tụ dọc theo chiều dài đường ống và tạo thành khối rắn. Khi khối này gặp bất kỳ vật cản nào như lỗ thông, van hoặc cong, thì những vật cản này sẽ khiến khối rắn dừng đột ngột. Trong quá trình này, năng lượng động của khối rắn chuyển thành năng lượng áp suất và mạng lưới đường ống phải đối mặt với nó.
Tác động của Sự va đập của nước
Cần hiểu rõ tác động nghiêm trọng của sự va đập của nước đối với thiết bị được sử dụng trong các nhà máy. Ví dụ dưới đây giải thích rõ ràng tính chất phá hủy của sự va đập của nước:
Đối với hơi bão hòa, vận tốc đề xuất là 25 đến 35 mét mỗi giây
Đối với nước trong mạng lưới đường ống, vận tốc đề xuất là 2 đến 3 mét mỗi giây
Khi sự va đập của nước xảy ra, khối rắn của nước ngưng tụ bị kéo bởi hơi và do đó khối rắn nước di chuyển với vận tốc bằng với hơi, tức là gấp mười lần so với vận tốc của nước. Do đó, sự va đập của nước luôn liên quan đến áp suất rất cao.
Các yếu tố giúp tránh sự va đập của nước
Hệ thống hơi rất phức tạp và động, do đó việc tránh sự va đập của nước là một nhiệm vụ khó khăn. Tuy nhiên, với sự giúp đỡ của các phương pháp kỹ thuật tốt nhất, sự xuất hiện của nó có thể dễ dàng vượt qua bằng cách áp dụng:
Cần cung cấp độ nghiêng phù hợp cho các đường ống hơi theo hướng chảy.
Lắp đặt van xả hơi tại các khoảng cách đều đặn và ở các điểm thấp nhất. Việc lắp đặt van xả hơi ở các điểm thấp nhất đảm bảo việc loại bỏ nước ngưng tụ khỏi hệ thống.
Sự chùng xuống của đường ống dẫn đến việc hình thành nước ngưng tụ trong mạng lưới đường ống và có thể làm tăng khả năng xảy ra sự va đập của nước. Do đó, đường ống hơi cần được hỗ trợ đúng cách để tránh sự chùng xuống.
Cần có các quy trình khởi động tiêu chuẩn cho khởi động lạnh của nhà máy. Người vận hành cần được đào tạo đúng cách để chăm sóc việc mở van cách ly từ từ.
Cần kích thước túi xả đúng cách, để đảm bảo rằng nước ngưng tụ không nhảy qua hoặc đi qua dễ dàng. Mục đích của túi xả là thu thập tất cả nước ngưng tụ và đưa nó qua van xả.
Loại giảm径向渐缩管应为偏心而非同心。
Nhà máy điện và sự va đập của nước
Sự va đập của nước xảy ra khi nước, được đẩy nhanh bởi áp suất hơi hoặc một khoảng trống áp suất thấp, đột ngột dừng lại do va chạm vào van hoặc chi tiết như cong hoặc tee, hoặc trên bề mặt đường ống. Vận tốc của nước có thể cao hơn nhiều so với vận tốc bình thường của hơi trong đường ống, đặc biệt là khi sự va đập của nước xảy ra trong quá trình khởi động.
Khi những vận tốc này bị phá hủy do va chạm, năng lượng động của nước được chuyển thành năng lượng áp suất, và một cú sốc áp suất được áp dụng lên vật cản. Trong các trường hợp nhẹ, có tiếng ồn và có thể có sự di chuyển của đường ống.
Trong các trường hợp nghiêm trọng hơn, dẫn đến gãy đường ống hoặc chi tiết với hiệu ứng gần như nổ và hậu quả là hơi thoát ra từ vị trí gãy. Gãy đường ống hoặc các thành phần của hệ thống hơi có thể phóng ra các mảnh vỡ gây thương tích hoặc mất mạng.
