输油管道水击过程分析
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输油管道水击与防护摘要:长距离输油管道密闭输送时,输送过程中各节点的流速和压力均随着时间的变化而变化,运行操作过程中阀门突然开启、关闭及泵机组发生故障等,均会使流体的运行状态发生瞬时变化,易引起水击,导致管道内产生局部超压、液柱分离及泵汽蚀等危害。
研究输油管道瞬时水击压力变化的产生原因,分析水击压力对运行工艺设施的影响,采取措施防止或减小水击危害,对输油管道的安全运行有着重要意义。
鉴于此,本文对输油管道水击进行了分析,并提出相应防护措施,为输油管道的安全运行提供了参考。
关键词:输油管道;密闭输送;水击;水击危害;水击保护引言“密闭输送”的输油系统权限是一个统一的水力系统,前站的剩余压力可以为下站所利用。
当全线密闭的管道系统正常调节出现故障,引起输油工况变化时,会在管内产生水击压力波沿管道向上、下游传播。
如果这种压力波造成管道工作压力超过允许值(高压或低压),如出现非正常停泵、误关阀、停电、着火事故等均会引起水击现象发生。
例如:在输油过程中,如果遇到输油泵站突然停电引起泵机组停运或进出站阀门误操作关闭的工况时,事故泵站会对上游管道传递增压波,使上游管道压力上升,严重时可致管道损坏甚至爆裂[1-3]。
1水击的产生当由于某种原因引起管路中流速突然变化时,例如快速开关阀门、停泵或突然断电,都会引起管内压力相应地发生突然变化,突然变化的压力成为水击压力。
由于液体及管壁的弹性作用,水击压力以压力波的形式在管内迅速传播,当压力波的波面通过管路时,造成管路的振动并产生一种声音,犹如冲击钻工作时产生的声音或用锤子敲击管路时发出的噪音,称之为水击,亦称为水锤。
水击是指液体流速改变引起的压力瞬变过程,实际上是一种能量转换。
2水击特点(1)水击波反射的间隔时间比较长。
长输管道的泵站间距一般都在几十、上百公里,以水击波传播速度为1000m/s估算,某站发生的水击波要经过约几十、上百秒才能传到相邻的泵站,然后再发生反射,所以反射的间隔时间比较长。
水击演示实验一实验目的及要求1.了解水击原理及水击产生的原因2.了解水击清除的方法及水击的利用二实验原理1.水击波的压强增值在已知水击波传播速度c的条件下,压强增量与流速大小增量的关系为:2.水击波的传播速度水击波传播速度为:式中,为液体的体积弹性系数,反映管壁的弹性,对于直径为的圆管,,其中为管壁材料的弹性系数,为管壁厚度。
于是若忽略管壁的弹性,即认为,则为声波速度(水中约为1435 m/s)。
所以水电站引水管的 ,三实验心得及体会1.水击现象的分析为了更清晰地说明水击波传播、反射、叠加的发展过程,考察上游水库与阀门间的长度为 L的直圆管(BA)中因阀门A突然完全关闭发生的水击现象,认为弹性力与惯性力起主要作用,忽略水头损失和流速水头。
在理解了水击波在A处的正反射和B处的负反射之后,可以列出,,,四个阶段到A处,所需时间为相长。
可见阀门A处持续压力最大增值的时间最长,为一个相长。
如果逐渐关闭阀门,那么将会有一系列水击波在不同的时刻由A处出发,假如经过一个相长之后,阀门尚未完全关闭,此时已经有早先发出的水击波成为减压波传回来,这样A处的增压就不会达到阀门突然完全关闭时的水击增压,这种水击叫间接水击,否则叫直接水击。
2.水流阻力的影响以上的分析都没有考虑水击现象中管道中水流所受的阻力,因此在分析阀门突然关闭引起阀门与水库之间的水击波传播四个阶段时,能量没有耗损,第四阶段终止后,水流将回复到初始状态,水击波将无休止地传播下去,各断面的水击增压随时间变化曲线呈阶梯形。
但实际上这是不可能的,各断面的水击增压随时间变化曲线呈衰减振荡形态。
四实验总结通过观察水击实验及老师的详细讲解,结合课本已学内容,查阅相关资料,以及组员的探讨,我们作出了这份演示实验报告. 这份演示实验报告及结合了课上所学内容对实验原理进行了详细的阐述,又结合了工程实际应用提出了我们的一些微薄看法,可以说是一份集中了我与组员想法的成果把.或许我们的一些看法及想法尚不完美,但我想认真了就可以了.。
2018年05月油库管道中水击产生的原理及预防措施王勇(重庆盛基新源建筑工程设计有限公司,重庆400000)摘要:水击现象是在油库发油系统中可能出现的一个问题,水击会导致压力的增大,使管道正常工作的压强成倍上升,压强的大幅度波动会带来严重的破坏性,比如损坏计量仪表、破坏阀门、管道爆裂等,对管道的输送效率和设备的安全运行造成极大的影响。
水击现象的原因多样,操作方法不当、设计缺陷等,都会出现水击。
本文对油库管道中水击现象的原理进行探析,并提出相应的预防措施。
关键词:油库管道;水击;预防由于外界的某种因素,比如泵机组突然停车等,导致管道中液体的流速迅速变化,引起液体内部的压强交替升降,急速升高或者降低,这种压强作用在阀门、管壁或者其他元件中,如同锤击,因此称为水击或者水锤。
油品压强由于水击的作用,出现急剧升降的交替变化,压强可以降到油品饱和蒸气压以下,也可以升高到设计压强的几十倍或者上百倍,造成严重的破坏,因此需要确定可能出现的最大压强和最小压强,采取适当的措施防止水击。
1油库管道中水击产生的原理管道和油品都是弹性体,并不是刚体,水击压强达到一定的程度,会导致油品和管道的形变,一方面是管道管壁的膨胀,一方面是油品的压缩。
管道中的油品流速并不是同时发生变化的,而是具有传递性,形成水击波或者弹性波,进而实现传递。
水击发生的重要条件,就是管道油品流速的突然变化。
产生水击现象的内部因素主要是由于油品存在的压缩性和惯性。
2水击的危害输油管路中的水击现象导致管路压强出现急剧的升降,这种变化幅度通常很大,会严重损害管路和相关的连接设备,导致设备运行的不安全。
水击现象产生多种危害,第一,在管路输油作业中出现噪音[1]。
油库管道中发生水击现象,内部的油品压强会迅速大幅度升高,同时迅速产生更大的冲击力,冲击过滤器、单向阀、阀门阀板等设备。
油品压强也会出现迅速的大幅降低。
压力波不断进行升高和降低的交替,也会使部分设备元件承受的压力迅速不断转换,从而导致相互撞击和剧烈的震动,引发噪音。
长距离输液管道水击现象分析及处理措施研究摘要:在对水击分析基本微分方程进行推导后,对我国现有长距离输液系统的存在的问题进行简单分析,并对水击防护的重要性及水击防护工程实际应用计算措施进行了详细归纳总结。
最后,对神华乌海能源有限责任公司西来峰工业园区疏矸水管道水击事故处理手段进行了分析讨论。
关键词:长距离输液管道;水击现象;水击防护无论是远距离调水输水工程,还是高水头、大参数、大容量的水电站工程设计,其最为关键技术之一就是如何通过有效措施控制好水流过渡过程,且在有压长距离输水管道中,水击现象又是其过渡调节过程中的一个非常典型且十分重要的形式和控制对象,只有在结合工程实际情况,深入研究整个过流过程水击传递衰减演变特性,才能形成完善合理的过流调节控制方案措施,以达到减小过流调节水击波振荡,保护输水系统中管道、机电设备、以及其它构建物的目的。
在有压管道引水或输水系统中,会常常因管道上的阀门快速调节、水泵机组突然故障等导致过流管道中的动水压强特性发生急剧变化,引起异常水击现象发生。
比如,在快速关闭管道中的闸阀或水轮发电机组导水叶的调节过程中,随着阀门开度角的不断调小,管道中的水流会由流量的减小其流速会快速减小,造成水流流量和动量间不能保持原有平衡而发生快速变化,在闸阀或导水叶控制机构调节过程中,控制机构上游部分的水压将会急剧升高,而下游部分(如水轮机尾水管处)的水压则会急剧降低;同理当快速开启闸阀或水轮发电机组导水叶时,控制机构上游侧过流压力将会急剧减小,而下游侧则会急剧上升。
尤其在水电站、抽水泵站等有压引水或输水系统中,为达到满足水电站实时出力平衡或抽水水泵站供水负荷动态变化需求,通常需要调节管道中相应导水机构或阀门来完成对水流流量的动态调节,以获得最优调节性能。
但如果在调节过程中,出现调节过快现象时,必然会引起有压引(输)水管道中的水流流速发生急剧变化,从而造成管道液体内部压强发生周期性交替升级变化,不规则液体压力直接作用在管道、阀门以及其它输水系统构配件上,会产生如反复锤击一样的效果,给整个系统安全运行带来巨大破坏。
专论与综述清洗世界Cleaning World第36卷第12期2020年12月文章编号:1671-8909 (2020 ) 12-0115-002研究输油管网水击危害及其防治周力(国家管网集团东部原油储运有限公司生产运行部,江苏徐州221000)摘要:本文重点针对输油管网水击危害问题进行了全面分析和研究,对输油管网水击危害形成的过程以及危害特点进行了阐述,有效结合我国某地区一处输油管网水击危害案例进行深入探索,提出了针对性的水击危害防治工作策略,全面提高输油管网的工作安全性和稳定性,有效防止输油管道产生泄漏以及破坏性等问题。
关键词:输油管道;水击危害;防治中图分类号:TE88 文献标识码:A〇引言在输油管网的正常工作过程中,由于外部环境因素 的影响或者系统内部问题的干扰,比如管道阀门开启故 障、水泵机组突然出现故障、截断阀阀位变化、单向阀 变换工位、ESD按钮触发以及管道当中存在气室等相关问题,会造成管网内部的水体流速突然产生变化,进 而会造成管道内部的水流压力瞬时间大幅度上涨或者瞬 时下降等状况,对输油管网所产生的影响非常明显,也 称之为水击危害。
输油管网系统的工作过程中,水击问 题是其中一种比较常见的有压管道危害性问题,如果水 击危害问题没有得到解决,会直接影响到输油管网的正 常工作和使用。
当管道内部产生水击危害问题时,所引 起的瞬时压强相对较大,可以达到管道正常工作压强到 几十倍甚至数百倍以上。
1工程案例分析有效结合我国某地区一处输油管道线路展开全面分 析和研究,该输油管道通过两条平行管线所构成总长度 950 km,输油管道沿线各站均包含两个工作泵房。
在曰 常工作过程中,通过密闭输油的方法完成输油工作作业,输油工作效率相对较高。
通过使用密闭输油工艺方法会 存在水击危害问题的影响,由于相关工作单位针对水击 危害问题的认知程度有所不足,通过一系列改进处理工 作之后,密封输油管线仍然发生比较严重的水击危害事 故,造成了局部管网产生严重泄漏问题,不但对管网的 正常运行产生影响,同时所产生的泄漏问题对周围的土 壤环境造成了非常严重的污染问题。
输油管道水击分析
马新博;曹兴曙
【期刊名称】《石化技术》
【年(卷),期】2017(024)011
【摘要】输油管道常由于阀门误操作和泵机组停运产生水击现象,本文通过水击基础理论的分析,对水击产生的危害进行了总结并给出了相应的防护措施.
【总页数】1页(P22)
【作者】马新博;曹兴曙
【作者单位】西安石油大学陕西西安 710065;延长油田股份有限公司志丹采油厂陕西延安 717500;西安石油大学陕西西安 710065;延长油田股份有限公司志丹采油厂陕西延安 717500
【正文语种】中文
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单点卸油系统大口径海底管道水击压力分析随着海洋工程的发展,越来越多的海底管道被用于输送各种液体和气体。
在海底管道的设计过程中,考虑到各种不同的情况和要求,研究海底管道水击压力是非常重要的。
特别是在单点卸油系统中,海底管道承受着额外的水击压力,需要进行详细的分析和计算。
海底管道的水击压力是指当管道内部液体突然被停止输送时,管道内液体的动能被转化为管道内压力的一种力。
水击压力的大小受到多种因素的影响,如管道直径、管道壁厚、管道长度、液体密度、液体流速等。
在单点卸油系统中,海底管道接收来自FPSO(浮式生产储油船)的原油,并输送至陆上储油罐,需要考虑到水击压力对管道的影响。
首先,需要对海底管道的设计参数进行详细的分析。
海底管道的直径和壁厚是影响水击压力的重要参数。
通常情况下,大口径的海底管道能够承受更大的水击压力,而较小口径的管道则容易受到破坏。
此外,管道的壁厚也会影响管道的承载能力,设计中需要根据海底管道的具体情况来确定最佳的直径和壁厚。
其次,需要对液体流速和密度进行分析。
液体流速越高,水击压力就会越大。
因此,需要对单点卸油系统中的原油流速进行准确的测算,以确定水击压力的大小。
同时,液体的密度也会对水击压力产生影响,密度越大,水击压力也会越大。
另外,海底管道的长度也是影响水击压力的重要因素。
管道长度越长,水击压力就会越大。
在设计海底管道时,需要考虑管道的长度和水下地形的影响,以保证管道在承受水击压力时的安全性。
最后,需要进行水击压力计算和分析。
通过对海底管道的设计参数、液体流速、密度和管道长度等因素进行分析,可以计算出管道所受的水击压力。
同时,还需要根据水击压力的大小,设计合适的支撑和保护结构,以确保海底管道的安全运行。
总之,海底管道水击压力分析是海洋工程中重要的一部分,特别是在单点卸油系统中。
通过对海底管道设计参数、液体流速、密度和管道长度等因素进行详细分析,可以计算出水击压力的大小,并设计合适的支撑和保护结构,保证海底管道的安全运行。
管道的水击现象及其防护 Final revision by standardization team on December 10, 2020.管道的水击现象及其防护摘要:水击是指压力瞬变过程,是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。
本文介绍了水击现象的定义、理论、形式和形成原因。
概述了水击现象的危害并论述了管道水击的防护措施。
关键词:管道水击现象危害防护措施1 水击现象在日常生活中,我们碰到的水流不稳定现象很多。
当我们快速关闭水龙头或关闭闸阀和水轮机导水叶时,在关闭过程中,随着阀门开度的减少,管道中的流速也逐渐减小,由于水流的动量快速变化,在闸阀的上游部分将产生压力升高;而在下游部分(如在尾水管中)产生压力降低。
当开启阀门或水轮机导水叶时,管道中的流速逐渐增大,在导叶上游部分产生压力降低,而在其下游部分(如在尾水管中)产生压力升高。
特别是在水电站或水泵站的有压引水系统中,通常用导叶或阀门调节流量,以达到适应水电站出力变化或水泵站供水量变化的生产要求。
这种调节往往是快速的,因此必然引起有压引水管道中的流速发生急剧变化,伴随着将产生管道中液体内部压强迅速交替升降的水力现象。
这种交替升降的压强作用在管道、阀门或其他管道元器件上好像锤击一样,故称这种有压非恒定流为水击现象,简称水击。
交替升降的压强称为水击压强[1]。
水击现象的定义水击是指压力瞬变过程,是管路中不稳定流所引起的一种特殊重要现象。
当由于某种原因引起管路中流速突然变化时,例如开关阀门过快、突然断电停泵,都会引起管内压力突然变化,造成水击。
当急剧变化的压力波波前通过管路时,产生一种声音,犹如用锤子敲击管路时发出的噪音,故水击亦称水锤[2]。
水击理论弹性水击理论考虑液体的压缩性和管材的弹性,在管道各个截面上液体的流速是位置与时间的函数,V=f(x,t)。
弹性水击理论适用于长距离和液体流速较大的管道,实践证明,这个理论与实际情况相符。
刚性水击理论忽略液体的压缩性与管材的弹性,把管道内的液体视为一条整体的“刚性水柱”,在管道各个截面上的液体流速只是时间的函数,而与位置无关,V一f(t)。
输油管道的水击危害和防治讨论【摘要】输油管道中存在水击现象,会造成比较严重的影响。
本文主要是从水击发生的原因出发,分析影响水击作用的因素、水击的危害,讨论水击的防治方法。
【关键词】直接水击间接水击防治在原油输送管道中,液体断面上的各个点理论上会维持一定,不会因时间变化,称作为稳定流,但是在实际的运输过程中不太可能出现这种情况,各点的流速和压强都会随着时间变化发生改变,一般情况下这样的改变不明显,可以近似的认为是稳定流。
如果因为一些原因,如开关阀门过快、流程切换、下游站出现突然停泵、油品变化等情况引起管道内部压力的突然变化使得稳定状态破坏,流速和压强都出现剧烈变化发生水击现象。
1 水击分类及公式计算由阀门关闭时产生的增压波会经过上游的反射形成的减压波返回阀门处,这段距离为l,传播速度为c,需要的时间为t=2l/ c,即为水击的相或者相长。
1.1 直接水击如果阀门的开启时间tt,新生的弹性波会与上游反射回来的减压波发生作用,消弱水击的增压作用,在阀门处的水击压力小于直接水击的增压值,称为间接水击。
△p/γ=2v0l/gt0 (式2)γ—比重,l—管道长度由以上(1)(2)两个公式可以得出,水击压力会随着γ的增加、流速v0的增加和水击波的速度c增加而产生更大的水击压力△p。
2 水击的危害在输油管路上产生的水击会对管路和其连接设备带来损伤,严重的影响了输油工作的安全运行,主要的危害是分为以下几个方面:2.1 输油作业产生噪音发生水击现象时,管理内的压力会急剧增大,也加大了对阀门、过滤器等设备的冲击力,由于压力波的正负交替,设备的元件受到的压力会出现变换,容易出现震动和相互撞击而导致噪声的产生。
2.2 造成管路的破裂在水击带来的高压作用下,管壁受到的压力会出现瞬时的升高和降低,疲劳程度会加重,而在反复冲击力的作用下,管壁自身的薄弱点会因为这样的作用而出现疲劳损伤,长时间的运行后就会造成变形和拉裂,造成油品的泄漏。
1 水击及其危害水击是压力管道中一种重要的非恒定流。
当压力管道中的流速因外界原因而发生急剧变化时,引起液体内部压强迅速交替升降的现象,这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其他管路元件上好像锤击一样,称为水击。
水击引发的压强的升高或降低,有时会达到很大的数值,处理不当将导致管道系统发生强烈的震动,引起管道严重变形甚至爆裂。
因此,在压力管道引水系统的设计中,必须进行水击压力计算,并研究防止和削弱水击作用的措施。
2 水击压力防护措施为确保管道安全运行,除在设计中慎重考虑外,更应加强管理,制定和遵守严格操作规程。
水击压力计算公式表明:影响水击压力的主要因素有阀门起闭时间、管道长度和管内流速,因此,可针对以上因素在管道工程设计和运行管理中采取以下措施来避免和减小水击危害。
(1)操作运行中应缓慢启闭闸门以延长闸门启闭时间,从而避免产生直接水击并可降低间接水击压力。
(2)由于水击压力与管内流速成正比,因此在设计中应控制管内流速不超过最大流速限制范围。
但有时管道中的流量是一定的,管径一般由动能经济计算确定,减小流速意味着加大管径。
用减小流速的办法降低水击压强,往往是不经济的,一般并不采用。
但在一定的条件下,例如适当的加大管径可以免设调压井时,采用这一措施可能是合理的。
(3)由于水击压力与管道长度成正比,因此在设计中可隔一定距离设置具有自由水面的调压井或安装安全阀和进排气阀,以缩短管道计算长度并消减水击压力。
减压阀适用于引水管道较长和不担任调频任务的中小型水电站是比较经济的。
但由于减压阀在电站机组增加负荷时不起作用,不能改善电站运行的稳定性,电站在变动小负荷(机组额定出力15%以下)时减压阀不动作,因而恶化了机组的速动性,这种一般采用调压井减小水击压强。
水击压头H=a•△V/g= a•(V0-V)/g其中:V0-水击前的流速,米/秒V-水击后的流速,米/秒g-重力加速度,米/秒2a-水击波传播速度,米/秒,与管径、壁厚、管道材质、管道弹性模量、介质密度、介质的体积弹性系数、管道的固定情况有关可见,对输送某种介质的某条管道,水击压头的大小与水击时管道流速的变化量成正比(注意流速应有方向性,假设某方向为正,即反方向应为负)第四节输油管道中的水击一、水击产生的原因及其危害水击现象,是指在压力管路中,由于某种原因而引起流速变化时,引起的管内压力的突然变化。
浅析管道水击及防范措施浅析管道水击及防范措施摘要:管道在运行时,由于突然停电或停泵,使管道中的流速和动量发生急剧变化,而发生水击或水锤现象, 水击可导致管道系统的强烈震动,对管道系统造成影响或破坏,甚至危及设备和人身的安全。
因此,火力发电厂汽水管道如果管道发生水击,会直接影响了汽水系统的安全运行,对电厂的安全生产构成严重威胁。
热力管道系统是火力发电厂的生命线,如何保证汽水管道的安全稳定运行,对水击现象进行了分析和探讨,提出了预防管道系统水击的方法和措施,防止水击现象发生,对电厂的安全生产和经济运行有着重要意义。
一、常见汽水管道水击现象1、蒸汽管道水击现象及其特征在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生,主要集中在主再热蒸汽管道、抽汽管道、汽封管道、高低加疏水管道等,而蒸汽管道产生水击通常是以下几种状态比较普遍:(1)蒸汽管道由冷态备用状态投入运行,因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足;或是管道疏水未开启、不畅或疏水管堵塞时,管道比较容易发生水击。
(2)汽轮机或锅炉负荷增加速度过快,或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故,使蒸汽带水进入管道。
(3)运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足,在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下,漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中,在一定时间后,管道将发生水击。
蒸汽管道在以上状态下发生水击现象时,主要表现的特征是:(1)管道系统会发生振动,管道、支(吊)架及管道穿墙处均有振动,水击越强烈振动也越强烈。
(2)是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有特点,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空袭警报声的连续啸叫声;停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。
(3)管道系统在蒸汽带水进入管道时,如管道系统有法兰连接情况下,在管道的法兰结合处容易发生冒汽现象,水击严重时,法兰垫被冲坏致使大量漏汽。
1491 概述水击又名水锤,它常发生在水或蒸汽等有压管道系统中,由于某一管路元件工作状态的改变,使液体流速发生急剧变化,同时引起管内液体压强大幅度波动的现象。
它是有压管道非恒定流问题中的一种。
管道中任一段面的流速、压强、液体的密度及管道直径,不仅与空间位置而且与时间有关。
它可能导致管道系统强烈震动、噪声和空蚀,甚至使管道严重变形或爆裂。
2 水击产生的成因及危害2.1 水击现象的成因在压力管道中,由于液体流速的急剧改变,从而造成瞬时压力显著、反复、迅速变化的现象,称为水击,也称水锤。
产生的原因:当压力管道的阀门突然关闭或开启时,当水泵突然停止或启动时,因瞬时流速发生急剧变化,引起液体动量迅速改变,而使压力显著变化。
管道上止回阀失灵,也会发生水击现象。
在蒸汽管道中,若暖管不充分,疏水不彻底,导致送出的蒸汽部分凝结成水,体积突然缩小,造成局部真空,周围介质将高速向此处冲击,也会发出巨大的音响和振动。
2.2 水击的危害水击现象的发生会引起整个管系发生振动,使管道严重损坏;管道法兰连接处泄漏;管道推力和力矩过大,使与其连接的设备承受过大的应力或使其产生变形,影响设备的正常运行。
3 装置凝结水回水运行情况3.1 运行现状净化装置区的蒸汽消耗主要为生产蒸汽和伴热蒸汽,其中生产蒸汽用于提供溶液再生的热量和再生塔补充蒸汽;伴热蒸汽用于设备管线、仪表的伴热。
蒸汽经用热设备产生的凝结水先汇集于凝结水总管,后流入凝结水回水系统(如图1所示)。
装置夏季运行时生产蒸汽凝结水回锅炉房,冬季运行时生产蒸汽凝结水和伴热蒸汽凝结水一起回锅炉房。
图1 装置蒸汽、凝结水流程示意图3.2 水击产生的原因分析凝结水管道中存部分蒸汽是水击发生的主要原因,在凝结水回水管线中,其介质主要是蒸汽和水的混合物,由于汽水的存在, 就形成了汽和水的两相流动, 两相流的主要特征,是在蒸汽和水之间存在界面, 界面在不同的情况下具有不同的形状,由于重力作用, 凝结水总是在管道底部流动或者向管道低点移动。
!专题综述"常见输液管道中的水击控制
雷西娟!
(胜利石油学校)
摘要液体输送过程中,当稳定状态受到破坏,压力发生瞬变时,会发生水击现象。多泵站长距离的密闭输油管道、长距离顺序输送管道和高低压注水管道中都可能发生水击现象。根据水击现象的诱发因素,提出了水击的预防措施,即压强自动保护、压强自动调节和液流泄放。并针对长距离顺序输送管道,提出了具体的防止水击的措施,即:(!)合理控制油品切换阀门的切换时间;
(")采用压力调节阀来控制出站压力;(#)按油品的物理和化学性质相近的程度来安排输送顺序;($)对密度差较大的油品可在中间加隔离液来同管道输送。
关键词管道密闭输油顺序输送泵水击控制液体输送过程中,当稳定状态受到破坏,压力发生瞬变时,通常发生水击[!]。发生水击的物理原因是液体具有惯性和粘性["]。其特征是流速和压强发生急剧变化。常见输液管道中的水击现象!%多泵站长距离的密闭输油管道“从泵到泵”的输送是长输油管线中全线统一的密闭输送系统[!],即除首末两站外,中间各站的油罐都取消,由泵出口直接泵入下一泵站的入口,是一种较先进的长距离输油方式。这种输油方式可以减少原油的热耗散,充分利用原油从泵站到下一泵站的剩余能量,可节省大量能源。世界上工业发达的国家早已采用从泵站到泵站的密闭输油,近年来我国也逐步采用密闭输液。但密闭输油使全管线形成统一的油路系统,一旦油路中间某泵站发生停电,阀门故障突然关闭或正常快关阀,产生的较大正负压力波以!&&&’()左右的速度分别向上下游全部管线传播,并且无法隔离,可能出现瞬变压力的同步、叠加,或本站进压过高和下站进压过低,也可能发生“汽弹”破坏的危险[!,#]。若在实际运行中不采取措施或控制不当,将可能造成管线破坏(压瘪或爆裂)或泵密封件的损坏,导致泵泄漏或汽蚀。甚至引发环境严重污染及断油输送,经济损失巨大。"%长距离顺序输送管道顺序输送是指在同一条管道内按一定的顺序连续输送几种油品[!]。由于管道内存在几种物理性质