蒸汽管道液擊的危害及產生的原因


蒸汽管道液擊的危害及產生的原因

2016年8月11日15時20分許,湖北當陽市馬店矸石發電有限責任公司高壓蒸汽管道發生爆管事故,死亡21人、受傷5人,其中3人重傷。事發時,一條蒸汽管道在調試工作過程中發生破裂,現場溫度接近600℃,導致現場作業的21人不幸罹難。

在蒸汽系統中,液擊是導致人員傷亡事故最主要的危害之一。它的破壞力非常強。蒸汽在管道內通常以很快的速度流動,能夠達到每小時100至300公里的速度。管道內的冷凝水被蒸汽推動,在管道內形成水錘,猶如運動中的炮彈,對蒸汽管道和管件產生巨大的衝擊力,損壞設備甚至造成人員傷亡。

下圖是液擊損壞的一個DN200的閥門(非上述事故照片)。我們可以看到,閥門的閥體已經裂開,損壞嚴重。

蒸汽管道液擊的危害及產生的原因

一、液擊是如何形成的

蒸汽冷凝成水時,體積驟減並局部形成真空。更多的蒸汽湧入,以填補上述真空空間,這些前來填補真空的蒸汽夾帶管道內已經形成的冷凝水,撞擊管道、管件和彎頭等,形成液擊。

通過幾張圖片,讓我們來形象地瞭解液擊的發生過程。

第1步:形成冷凝水

當蒸汽快速通入冷的管道或設備時,蒸汽會快速佔據整個系統,接觸到設備溫度較低的金屬內壁,或管道內壁,形成冷凝水。

如果系統內原來殘留有水,蒸汽還會與這些水的表面接觸。此時,大量的蒸汽會冷凝成水(如下圖所示)。

蒸汽管道液擊的危害及產生的原因

第2步:冷凝水局部充滿管道

當越來越多的冷凝水形成後,就會充滿某處管道,在管道內形成一段水柱,一部分蒸汽會被冷凝水封閉在管道內。

蒸汽管道液擊的危害及產生的原因

第3步:被封閉的蒸汽快速冷凝

當被封閉的蒸汽接觸到溫度較低的冷凝水時,由於二者存在溫差,迅速發生傳熱。被封閉的蒸汽失去熱量,快速冷凝,體積迅速縮小,此前形成的水柱就快速衝向體積縮小的蒸汽一端。

蒸汽管道液擊的危害及產生的原因

第4步:撞擊

被封閉的蒸汽團遭到很大的衝擊,這種衝擊的慣性很大,如果衝擊的前進方向有關閉的閥門,或是有管道的盲端,這些閥門或管道盲端將遭受巨大的衝擊力並損壞,導致蒸汽洩漏。同時,在衝擊發生瞬間,會形成一股反彈力,在管道內形成震盪。

蒸汽管道液擊的危害及產生的原因

以上是典型的液擊發生過程。

二、造成液擊的常見原因

1、管道安裝設計不適合,存在聚集冷凝水的低點;

2、因缺乏維護,如管道的保溫層損壞後,沒有及時修復;

3、缺少疏水器、或疏水器的能力不足等等。



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