孫　鵬，田戰(zhàn)鋒，許向陽（長慶油田采油三廠盤古梁作業(yè)區(qū),銀川　750004）

關(guān)于鍋爐水擊現(xiàn)象的解決探索

孫鵬，田戰(zhàn)鋒，許向陽
（長慶油田采油三廠盤古梁作業(yè)區(qū),銀川750004）

摘要：在蒸汽鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行過程中，水擊現(xiàn)象是一種比較常見的問題，再加上危害較大，所以，有必要了解該現(xiàn)象的成因，并采取有效的解決措施。有鑒于此，本文基于鍋爐水擊現(xiàn)象的解決進(jìn)行探索，首先概述了鍋爐水擊現(xiàn)象，其次重點介紹了常見的鍋爐水擊現(xiàn)象及處理，包括給水管道內(nèi)水擊現(xiàn)象及處理、蒸汽管道內(nèi)水擊現(xiàn)象及處理、鍋筒內(nèi)的水擊現(xiàn)象及處理、省煤器內(nèi)水擊現(xiàn)象及處理，以期為鍋爐水擊現(xiàn)象的解決提供有益參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐;水擊現(xiàn)象;原因;解決

0　引言

在蒸汽鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于水擊而形成的增壓波交替作用所帶來的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的，輕則發(fā)出噪音，重則導(dǎo)致鍋爐焊口部位出現(xiàn)破裂，所以鍋爐水擊現(xiàn)象已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。

1　鍋爐水擊現(xiàn)象概述

在蒸汽鍋爐系統(tǒng)中，受斷電等因素影響而導(dǎo)致循環(huán)水泵停止運(yùn)行，使鍋爐筒體或者水管中的流體因為受阻而停止運(yùn)動，此時流體流速以及動量均會出現(xiàn)一個突然性變化，進(jìn)而導(dǎo)致液體壓強(qiáng)發(fā)生突然性變化，最終導(dǎo)致水擊現(xiàn)象。在水擊過程中，增壓波、減壓波二者交替作用，向鍋爐管壁施加猶如錘擊一般的作用，因而水擊現(xiàn)象又被稱之為水錘現(xiàn)象[1]。

圖1　循環(huán)水泵停運(yùn)時鍋爐系統(tǒng)壓力壓力變化

由圖1可知：循環(huán)水泵因故障突然停止時，管內(nèi)壓力發(fā)生變化并影響循環(huán)水泵的進(jìn)水口，這種通過水擊波狀態(tài)進(jìn)行傳遞的減速增壓過程在抵達(dá)管網(wǎng)終點之后，便會馬上向與來時相反的方向運(yùn)動，在經(jīng)過t=2L/C的這一時間間隔之后，該水擊又會被傳遞到循環(huán)水泵的出口，即在液體具有的彈性以及慣性帶動下，水流在管道內(nèi)往返波動[2]。如此反復(fù)一定次數(shù)，待水擊波的能量由于各種阻力而消耗殆盡之后，水擊現(xiàn)象才會完全停止。

當(dāng)熱水循環(huán)泵由于故障而突然停止運(yùn)行時，水擊導(dǎo)致的增壓可能使鍋爐內(nèi)部壓力在正?；A(chǔ)上增加十幾甚至數(shù)十倍，同時還伴有增壓、減壓高頻率交替進(jìn)行的問題，極具危險性。

H.E.懦柯夫斯基教授曾基于動量視角對水擊現(xiàn)象進(jìn)行了相關(guān)解釋[3]：

上式中：Ρ指的是密度；V指的是停泵后速度；V0指的是水擊前管中平均流速；C指的是水擊波傳遞速度。

上式中：C0指的是水中聲音的傳播速度；指的是水的彈性系數(shù)；d指的是管子內(nèi)徑；s指的是管壁厚度；E指的是管路材料的彈性系數(shù)。

2　常見的鍋爐水擊現(xiàn)象及處理

（1）給水管道內(nèi)水擊現(xiàn)象及處理

給水管道中存在一定量的空氣或者蒸汽；水泵或者給水止回閥工作狀態(tài)異常，從而造成給水壓力波動；由于沒有按時向鍋爐給水，導(dǎo)致非沸騰式省煤器、鍋爐之間的連通管道中出現(xiàn)水擊現(xiàn)象；給水溫度發(fā)生較大變化。

打開備用給水管道，以正常向鍋爐加水，若沒有備用管道，則需要及時維修故障管道，使其恢復(fù)正常；打開管道的排氣閥，將多余的空氣以及水蒸汽有效排出；對于非沸騰式省煤器，考慮到其內(nèi)部有出現(xiàn)蒸汽的可能，建議安裝旁路管道；檢查給水泵等設(shè)備，排除異常；保持給水連續(xù)。

（2）蒸汽管道內(nèi)水擊現(xiàn)象及處理

送汽之前沒有暖管或者疏水；送汽過程中主汽閥打開過快或者偏大；鍋爐運(yùn)行負(fù)荷突然增加或者出現(xiàn)滿水等問題，使得水隨蒸汽一道被帶入管道。

打開過熱器集箱以及蒸汽管道各自的疏水閥予以疏水操作；鍋筒內(nèi)的水位如果偏高，則需要予以有效排污，從而使水位恢復(fù)到正常狀態(tài)；重視和做好水處理工作，在確保給水質(zhì)量的同時，還應(yīng)保證爐水質(zhì)量，最大限度地防止汽水共騰現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）鍋筒內(nèi)的水擊現(xiàn)象及處理

給水管道的止回閥關(guān)閉不嚴(yán)，給水分配管的水位超過鍋筒中的水位，導(dǎo)致爐水以及蒸汽等通過倒流的方式進(jìn)入給水分配管以及給水管道之中；給水分配管的法蘭存在質(zhì)量問題，如泄漏；蒸汽加熱管的法蘭存在問題，可能是連接松動，也可能是安裝位置不正確。

檢查和確認(rèn)鍋筒內(nèi)的實際水位，若存在偏低問題，則需要將其提高到合適位置；以選擇一個適宜的流量向鍋爐進(jìn)水。對于升火操作中為削弱熱應(yīng)力而選擇向下鍋筒輸送蒸汽的鍋爐應(yīng)及時將主汽閥置于關(guān)閉狀態(tài)；若上述解決措施仍未湊效，則需要改用備用給水管路。

（4）省煤器內(nèi)水擊現(xiàn)象及處理

鍋爐加熱時，沒有有效排除省煤器中的空氣；非沸騰式省煤器自身內(nèi)部產(chǎn)生大量的蒸汽；設(shè)置于入口給水管道上的止回閥出現(xiàn)異常，導(dǎo)致給水慣性沖擊現(xiàn)象的發(fā)生。

打開支路煙道擋板，同時閉合主煙道擋板，從而保證鍋爐具有適宜的升火時間；打開空氣閥，對省煤器內(nèi)部的蒸汽進(jìn)行有效排除，然后找到產(chǎn)生蒸汽的真正原因，并采取相應(yīng)的解決措施；調(diào)整好省煤器出口水溫，適當(dāng)增加給水流速，如果省煤器水溫超過正常標(biāo)準(zhǔn)，則需要打開旁路煙道，同時閉合煙道擋板，如果沒設(shè)置旁路煙道，那么可通過再循環(huán)管路以調(diào)整水溫；對給水管路上的止回閥進(jìn)行認(rèn)真檢修，保證其能夠正常工作。

3　結(jié)束語

總而言之，鍋爐水擊現(xiàn)象危害巨大，應(yīng)找出該現(xiàn)象的成因，并采取針對性的解決措施，從而保障整個鍋爐系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳廷秀.淺析熱水鍋爐水擊產(chǎn)生的原因與水處理的應(yīng)用[J].鄭鐵科技通訊,2011(04):29-31.

[2]汪浮平,胡斌,李文健.進(jìn)水裝置設(shè)計和制造不當(dāng)引起的鍋爐水擊事故[J].安全,2011(07):33-34.

[3]代黎.鍋爐水擊現(xiàn)象分析與處理[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2013(30):68.