关于蒸汽管路发生液击的原因和处理办法

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。

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。

蒸汽管道发生以上水击事故时，主要的现象：其一管道系统发生强烈振动，管道本体、支架（管托）均有振动，水击越强烈振动也越强烈；其二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不相同，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警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道发生水击时多阶段性的发出金属敲击般的尖锐声响[2]。

二、蒸汽管道产生水击的原因

1.蒸汽管道送汽前未进行暖管和疏水。

2.操作不当，投用蒸汽管线时进汽阀开启过快、开度过大，或暖管不充分。

3.前端系统带入冷凝水，例如前端锅炉蒸汽出口带水或者前端输送系统中的冷凝水进入蒸汽管网。

4.蒸汽管道设计不合理，在管线末端或低点未设置疏水系统。

5.疏水器选型过小或疏水管线管径设计过细，使产生的凝结水不能及时排除，导致发生水击。

6.蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开启过小，在投用过程中，疏水不畅，导致发生水击[3]。

7.蒸汽管道暖管时升温、升压速率过快，没有严格执行蒸汽管道暖管原则。

三、蒸汽管道产生水击的处置措施

1.蒸汽管道暖管操作过程中，如果产生水击致使管道振动，应及时关小或关闭进汽阀以控制适当的暖管速度，并及时开启蒸汽管道导淋阀排放积水。

2.如果蒸汽暖管过程中，已出现严重液击情况，要立即关闭蒸汽主管界区阀，按照介质走向逐一缓慢开大导淋进行疏水、泄压。同时进行蒸汽管网短时间泄压，避免较大的事故发生。

3.停运后的蒸汽管道发生水击时，检查相应进汽阀，确保其关闭严密，同时要检查停运蒸汽管道导淋阀和疏水器状态，确保其处于开启状态。

4.立即排查蒸汽管道沿途低点疏水导淋状态，如果疏水排放量较小，必须缓慢调整导淋阀开度观察疏水情况、如果蒸汽管道内大量积液短时间不能彻底排完，要合理控制相关导淋阀开度，禁止导淋阀开得过大造成管道再次剧烈振动。

5.采用疏水母管制的系统，若疏水母管带压，就会导致疏水不畅，此时应查明疏水母管带压原因，消除余压。若其它管路的蒸汽通过疏水母管窜入停运的蒸汽管道内，管道的水击程度就会加剧，此时应疏通疏水母管，避免蒸汽沿疏水母管窜入停运的蒸汽管道内[4]。

四、蒸汽管道发生水击的预防措施

1.蒸汽管道投用前，应检查疏水导淋系统正常、通畅，管道内积水已排净。

2.设计安装合理的、规范的疏水导淋系统，及时有效排放管道内的凝结水。

3.选择安装性能好，疏水量大，对负荷变化适应性强的疏水器。

4.停运后的蒸汽管线相应疏水器、导淋应保持开启状态，同时应定期维护进汽阀，确保其关闭严密，防止蒸汽漏入停运蒸汽管线。

5.运行期间监控蒸汽参数的变化，尤其是对蒸汽温度的监视，发现异常降温，及时做出调整。

6.蒸汽管道暖管时要先升温再升压，确保管道过热后再提压。暖管期间升温速率控制在2~5℃/min，升压速率控制在0.1~0.2MPa/min。

7.严禁因为操作上的失误而引起水击事件，例如，延迟阀门关闭时间，蒸汽漏入停运蒸汽管道的操作；蒸汽管道投用前，不确认相应疏水系统等。

8.对管道进行科学合理的布置，例如支管向下弯曲，在管道最低点容易淤积冷凝管的位置设置相应的排水阀，疏水阀设置之后管道水击现象消失。

结语： 综上所述，文章从操作层面分析了蒸汽管道水击的形成及危害、蒸汽管道产生水击的原因、蒸汽管道产生水击的处置措施以及蒸汽管道发生水击的预防措施四个方面展开了论述与分析。并介绍如何通过科学合理的布置，规范的操作来避免蒸汽管道产生严重的水击事故。

来源讲武堂