油庫(kù)蒸汽管道水擊現(xiàn)象的分析及防范

劉元龍 周群 李若然 (日照港油品碼頭有限公司,山東 日照 276808)

1 蒸汽管道水擊的形成與危害

蒸汽在管道的輸送過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生冷凝水，這些冷凝水匯集于管道末端或管道上折位置，如不能及時(shí)排出，在后面持續(xù)蒸汽壓力的作用下，管道內(nèi)會(huì)形成一段段的汽頂水，由于水本身不可壓縮且慣性大，在管道末端或者管道上折的位置，在自身重力和蒸汽推力的作用下冷凝水就會(huì)反復(fù)撞擊管道形成水擊。

蒸汽管道發(fā)生水擊時(shí)，管道會(huì)承受十幾倍的額定工作壓力，主要表現(xiàn)為管道強(qiáng)烈的振動(dòng)，發(fā)生周期性的“嘣嘣”聲響或連續(xù)刺耳的聲響。高壓力和振動(dòng)會(huì)造成管道的損傷，管道支架的松動(dòng)，法蘭連接處泄漏，焊口開(kāi)焊，對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重危害。因此分析造成蒸汽管道水擊現(xiàn)象發(fā)生的原因，并制定防范措施是十分必要的。

2 蒸汽管道簡(jiǎn)介

油品公司42.5萬(wàn)m3油庫(kù)蒸汽管道是由動(dòng)力通信公司鍋爐房輸送至42.5萬(wàn)m3油庫(kù)罐區(qū)內(nèi)，管徑為DN200，總長(zhǎng)度在2000米左右的管道。管道內(nèi)蒸汽壓力約0.8MPa，溫度160℃左右，主要用于儲(chǔ)罐和管道內(nèi)油品的增溫伴熱。蒸汽管道沿途設(shè)有9個(gè)倒“U”型門架，每個(gè)門架最低端設(shè)有一處DN25帶有疏水器的直排，20個(gè)管道伴熱配氣閥組，20個(gè)管道伴熱疏水閥組。管道至油庫(kù)庫(kù)區(qū)外分為兩支，一支進(jìn)庫(kù)區(qū)為庫(kù)區(qū)內(nèi)管道、儲(chǔ)罐提供伴熱蒸汽，一支為庫(kù)區(qū)外管道提供伴熱蒸汽。投運(yùn)期間蒸汽管道經(jīng)常產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)并發(fā)出“嘣嘣”的金屬敲擊般的尖銳聲響。強(qiáng)烈的振動(dòng)造成了管道支架的松動(dòng)，管道支架防火涂料的脫落，管道部分焊點(diǎn)的開(kāi)焊漏汽，對(duì)周圍輸油管線的安全運(yùn)行也造成了威脅。

3 水擊現(xiàn)象發(fā)生的原因

3.1 蒸汽管道內(nèi)鐵銹雜質(zhì)較多，且所選用的疏水器極易堵塞，沿途高架的疏水直排、疏水閥組、儲(chǔ)罐伴熱的疏水器等疏水裝置堵塞后，導(dǎo)致冷凝水不能及時(shí)排出，積聚大量的冷凝水于管道內(nèi)。

3.2 蒸汽管道末端是冷凝水聚集的主要地方，當(dāng)鍋爐房輸入蒸汽時(shí)，冷凝水最終會(huì)在蒸汽壓力的推動(dòng)下匯聚到末端，若伴熱管道末端不能疏水或者疏水不及時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致水擊的發(fā)生。而油庫(kù)兩個(gè)蒸汽管道分支的末端一個(gè)未設(shè)置疏水點(diǎn)，另一個(gè)疏水點(diǎn)的疏水能力不足。

3.3 蒸汽管道由冷狀態(tài)投入運(yùn)行時(shí)，鍋爐房供汽閥門開(kāi)啟過(guò)快或過(guò)大導(dǎo)致管道暖管不足，產(chǎn)生的冷凝水快而多，遠(yuǎn)超過(guò)疏水裝置的疏水能力，致冷凝水在管道內(nèi)的積聚。

3.4 鍋爐房供汽不平穩(wěn)，存在壓力突變，供汽量突變現(xiàn)象。壓力和供汽量的突變導(dǎo)致管道內(nèi)蒸汽和冷凝水流速的突變，由于冷凝水的不可壓縮性和慣性，加劇了管道水擊現(xiàn)象的發(fā)生。

3.5 員工對(duì)蒸汽伴熱操作的認(rèn)知度不夠，存在操作不規(guī)范現(xiàn)象。由于沒(méi)有與蒸汽伴熱相關(guān)的操作規(guī)程和培訓(xùn)，員工只能依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，當(dāng)發(fā)生水擊時(shí)并不知道如何處理，同時(shí)伴熱相關(guān)閥門也沒(méi)有做到緩開(kāi)緩關(guān)，這些都會(huì)導(dǎo)致或者加劇管道水擊現(xiàn)象的發(fā)生。

4 水擊現(xiàn)象發(fā)生的防范措施

4.1 保證伴熱管道的疏水效果

4.1.1 疏通堵塞疏水器，并將疏水閥組的疏水器與疏水直排位置調(diào)換，即將疏水直排放置于疏水器蒸汽流向的上端位置，通過(guò)控制直排上端閥門的開(kāi)度來(lái)控制疏水排汽量，以保證伴熱管道的正常疏水。

4.1.2 增設(shè)和改造直排通道，以增加關(guān)鍵位置的疏水效果。蒸汽管道末端和管道門架上折處是凝結(jié)水聚集的主要地方，當(dāng)鍋爐房輸入蒸汽時(shí)，冷凝水最終會(huì)在蒸汽壓力的推動(dòng)下匯聚到管道末端。在庫(kù)外蒸汽管道分支末端盲板增設(shè)DN50直排，庫(kù)區(qū)內(nèi)伴熱管道末端直排管徑由DN25增加到DN50，將最后三個(gè)高架處的疏水直排的疏水器拆掉變成直排，在伴熱管道中間位置加設(shè)DN50的直排，以增加冷凝水的排放，保證疏水效果。

4.2 保證鍋爐房供汽平穩(wěn)

4.2.1 與動(dòng)通公司鍋爐房溝通，要求平穩(wěn)供汽，避免蒸汽量快速大幅度調(diào)節(jié)，在供汽初期要適當(dāng)控制供汽量以進(jìn)行暖管。

4.2.2 在庫(kù)內(nèi)外蒸汽管道上加設(shè)壓力表，巡視時(shí)抄錄壓力示數(shù)以監(jiān)控鍋爐房供汽壓力，若出現(xiàn)壓力的急劇變化及時(shí)聯(lián)系鍋爐房進(jìn)行調(diào)整。

4.3 建立完善的操作規(guī)程，做好員工的培訓(xùn)工作

4.3.1 伴熱相關(guān)閥門開(kāi)關(guān)時(shí)要緩開(kāi)緩關(guān)，以降低蒸汽流量變化對(duì)管道的沖擊。

4.3.2 在鍋爐房開(kāi)閥送汽前，應(yīng)先開(kāi)啟蒸汽管道各處直排排水點(diǎn)對(duì)管道內(nèi)的冷凝水進(jìn)行放空。

4.3.3 伴熱結(jié)束時(shí)，并不急于關(guān)閉相關(guān)閥門，利用管道余壓將管道內(nèi)殘余蒸汽和冷凝水排出，待伴熱管道冷卻，冷凝水已放空，方可關(guān)閉相關(guān)閥門。

4.3.4 加強(qiáng)蒸汽管道巡視，確保管道及相關(guān)附件工作良好。

5 結(jié)語(yǔ)

蒸汽管道水擊現(xiàn)象的發(fā)生對(duì)管道安全運(yùn)行危害巨大，結(jié)合實(shí)際工況正確分析水擊原因并制定相應(yīng)的防范措施是非常有意義的。油品公司42.5萬(wàn)m3油庫(kù)在采取以上防范措施后，極大的減少了蒸汽管道水擊現(xiàn)象的發(fā)生，為油庫(kù)的安全生產(chǎn)運(yùn)行提供了可靠的保障。

[1]金永秀.蒸汽管道產(chǎn)生水擊的機(jī)理與防治[J].化工設(shè)備與管道，2013(06).

[2]崔世飛,王路霞.蒸汽管道水擊的危害及防范措施[J].河南科技，2012(22).