Статья содержит тест для закрепления изложенного материала
Для начала определимся с понятием гидроудара.
Гидроудар - это скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный быстрым изменением скорости потока этой жидкости.
Виды гидроударов в паровых системах можно условно разделить на 2 группы: механический и термический.
Механический гидроудар.
Данный вид гидроудара возникает при следующих факторах:
- Резкое открытие/закрытие арматуры (в частности при применении шаровых кранов или быстродействующих пневматических отсечных клапанов).
Конденсат скапливается перед закрытым клапаном при простое. При быстром открытии клапана конденстная пробка со скоростью пара (как мы ранее говорили это обычно от 15 до 40 м/с) несется по трубопроводу до ближайшего препятствия, вызывая шум и нанося разрушения. - «подхватывании» паром «конденсатной пробки».
Природа этого гидроудара аналогичная, только пробка возникает не перед закрытым клапаном, а в нижних точках трубопровода, концентрических переходах, фильтрах за счет геометрии этих узлов.
Термический гидроудар.
Данный вид гидроудара возникает при:
- впрыске пара в воду (или воды в пар) без специализированных устройств (инжекторы, смешивающие клапаны и пр.)
- смешении конденсата пара с большой разницей в давлении/температуре
В этих случаях быстро происходят процессы парообразования и конденсации двух сред.
Пар, впрыснутый в воду, сначала кипятит ближайшие к себе слои воды, увеличивая её удельный объем, а после за счет дальних слоев также быстро конденсируется, резко уменьшаясь в объеме. Этот процесс быстрого расширения и «схлопывания» также называется гидроударом и вызывает шум и повреждение трубопроводов и оборудования.
Оба этих вида гидроударов возникают также при подтоплении теплообменников при работе на низкой нагрузке (низком давлении пара) в паре с быстродействующими клапанами.
Какие рекомендации необходимо соблюдать для предотвращения гидроудара в паровых системах?
Чтобы избежать и минимизировать вероятность образования гидроударов необходимо:
- Использовать многооборотную запорную арматуру (вентили, вместо шаровых кранов).
Это позволяет разделить большую конденсатную пробку, разбив ёе на много маленьких - Конструкция паропровода должна исключать обратный уклон и провисание.
- Фильтры на паровых системах также рекомендуется устанавливать колбой в бок.
- Обустройство конденсатных карманов/сепараторов
Это решение позволяет отводить конденсат автоматически по мере его образования, не допуская скопления. - Предусмотреть отдельные линии отвода для конденсата с разницей давления более 3 бар.
Это позволит избежать большой разницы температур конденсата и взаимного вскипания - Использовать эксцентрические переходы в местах сужения паропроводов
- При смешении пара c водой (и наоборот) использовать специализированные устройства (например – инжекторы).
Из вышесказанного можно сделать вывод, что гидроудар в паровой системе возникает при смешении сред (воды/конденсата и пара).
Для предотвращения гидроударов необходимо соблюдать 2 условия:
Предусмотреть разделение сред (воды/конденсата и пара).
При смешении использовать специализированные устройства
Если у Вас остались вопросы о причинах и последствиях гидроударов, а также как избежать гидроударов, Вы можете обратиться к инженерам Wise Engineering.