耿金劍（中國石油四川石化有限責(zé)任公司）

一、蒸汽管道水擊現(xiàn)象及其危害

蒸汽管道水擊是蒸汽管道中一種非恒定流，蒸汽管道在剛投用時，如果疏水不充分，蒸汽中就會帶有凝結(jié)水。如果此時突然開啟閥門，攜帶著凝結(jié)水的蒸汽會突然流動起來，形成波浪，凝結(jié)水較多時會形成水塞。水塞被高速汽流推動前進，遇到彎頭或斷面據(jù)縮處，由于水的慣性和不可壓縮性，撞擊管壁，彎頭，閥門等管道附件，引起管道中流動的流體壓力發(fā)生反復(fù)的、劇烈的周期性變化，這種現(xiàn)象稱為水擊又稱水錘。

蒸汽管道發(fā)生水擊時管道內(nèi)壓力會有一個劇烈的波動，其值可達到額定工作壓力的數(shù)倍甚至上百倍，使管材及管道上的閥門及其他附件等承受巨大壓力，并發(fā)出強烈的噪聲，同時，高頻交變的壓力作用在管道上，加之沖擊的流體，使金屬表面被打擊出許多麻點。對管材、設(shè)備、管道附件等造成破壞，導(dǎo)致事故的發(fā)生。高頻交變的壓力也會引起管道振動，易使管道支吊架發(fā)生位移或破壞。所以蒸汽管道水擊不僅增加了流體的流動阻力，同時也嚴(yán)重危及到蒸汽管道系統(tǒng)及設(shè)備的安全運行。

實例：

某電廠天然氣調(diào)壓站加熱單元投用時發(fā)生水擊事件

事件經(jīng)過：加熱單元采用低壓蒸汽做為加熱介質(zhì)，壓力0.4MPa、溫度215℃。蒸汽引自低壓蒸汽母管，進汽在裝置界區(qū)處采用氣動速斷閥，閥前與0.4MPa蒸汽母管的連接管線較長，約40m，含9米高立管。在加熱單元試運過程中，當(dāng)開啟進汽速斷閥后，發(fā)生蒸汽管道水擊事故，管道發(fā)生縱向劇烈振動并伴有巨大噪音。導(dǎo)致管道支架松動，進汽速斷閥儀表風(fēng)管線破損，使進汽無法切斷。

事件原因：1.由于處在蒸汽管道盲端，加之管道散熱效應(yīng)使蒸汽凝結(jié)，凝結(jié)水積聚在此間管段。由于此間管段未設(shè)置疏水器，使的凝結(jié)水無法排除。

2.由于加熱蒸汽進汽界區(qū)閥為速斷閥，只能全開、全關(guān)，無法在投用過程中做到緩慢進汽，暖管疏水，使得汽流帶動凝結(jié)水瞬間流動起來，當(dāng)汽液混合體遇到阻構(gòu)件如彎頭（存在7處）、閥門（流體斷面發(fā)生變化處）等發(fā)生水擊。

3.由于進汽速斷閥是氣關(guān)閥（儀表風(fēng)通閥門關(guān)，儀表風(fēng)斷閥門開），管道劇烈振動使進汽速斷閥儀表風(fēng)管線破壞，導(dǎo)致進汽速斷閥保持常開，無法關(guān)閉。

二、蒸汽管道水擊產(chǎn)生的原因

1.蒸汽管線設(shè)計不合理，在本應(yīng)該設(shè)置疏水器及導(dǎo)淋閥的位置，如管道末端、管線低點、長距離輸送管道每隔30-50米等處沒有設(shè)置相應(yīng)設(shè)備，導(dǎo)致凝液積聚，無法排除。

2.疏水器選型過小，疏水管線直徑選型過小，均會使產(chǎn)生的凝結(jié)水不能及時排除，導(dǎo)致水擊。

3.蒸汽溫度突降，導(dǎo)致蒸汽過熱度降低，產(chǎn)生的凝結(jié)水不能及時排除。

4.運行的蒸汽管道停運后相應(yīng)疏水沒有及時開啟或開度不足，在相關(guān)聯(lián)的進汽閥門未關(guān)閉嚴(yán)密情況下，漏入停運管道內(nèi)的蒸汽逐漸冷卻為水并積聚在管道中，在投用過程中，若疏水不充分，管道將發(fā)生水擊。

5.操作不當(dāng)，投用蒸汽管線時進汽閥開啟過快、開度過大，或暖管不充分。

三、蒸汽管道水擊的預(yù)防措施

1.對于不經(jīng)常流通的蒸汽管道末端、管段低點和蒸汽引出管界區(qū)閥前應(yīng)設(shè)置疏水器及導(dǎo)淋，使得管道中形成的凝液能夠隨時排除及啟動時排出凝液。從根本上消除水擊之源：凝液。

2.疏水管路及疏水器應(yīng)合理設(shè)計、合理選型，以確保凝結(jié)水能全部排除。

3.監(jiān)控蒸汽參數(shù)的變化，尤其是對蒸汽溫度的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常降溫，及時聯(lián)系相關(guān)單位調(diào)整，及時開啟或開大管線疏水器及導(dǎo)淋閥。

4.停運后的蒸汽管線相應(yīng)疏水器應(yīng)保持開啟狀態(tài)，同時應(yīng)定期維護進汽閥，確保其關(guān)閉嚴(yán)密，防止蒸汽漏入停運蒸汽管線。

5.蒸汽進汽閥應(yīng)選用調(diào)節(jié)閥或手動閥，使操作員在投用蒸汽管路過程中，能夠控制進汽量，進行暖管操作，與啟動導(dǎo)淋閥配合使用將管道內(nèi)凝液排除。

6.蒸汽管道由冷態(tài)備用狀態(tài)投入運行時，操作人員應(yīng)全開導(dǎo)淋閥，緩慢開啟進汽閥，保持較小開度，進行暖管操作，待管道壁溫升高，充分疏水后（評判標(biāo)準(zhǔn)1：導(dǎo)淋見汽；2工質(zhì)或管壁溫度達到規(guī)定值），關(guān)閉導(dǎo)淋閥，投用疏水器，逐漸開大進汽閥。

實例：

前例中的水擊事件發(fā)生后，相關(guān)單位立即進行改造

1.在進汽速斷閥前加裝手動閥，該閥布置在0.4MPa加熱蒸汽引出管的水平段位置，避免了在水平段之后的立管中凝結(jié)水的形成和積聚，并且可以在管線投用過程中控制進汽量，確保暖管操作能夠正常進行。

2.在速斷閥前加裝疏水器及導(dǎo)淋閥，疏水器可以連續(xù)不斷排出凝結(jié)水，導(dǎo)淋閥可以在投用過程中，配合進行暖管操作。

3.規(guī)范加熱單元投用操作：全開蒸汽管線導(dǎo)淋閥；確認(rèn)疏水器前手動閥關(guān)閉；開啟加熱蒸汽進汽速斷閥；緩慢開啟加熱蒸汽進汽閥手動閥，保持較小開度，進行管道暖管；待導(dǎo)淋閥見汽后，暖管完畢；開啟疏水器前手動閥，投用疏水器，確認(rèn)投用正常；關(guān)閉導(dǎo)淋閥；逐漸開大加熱蒸汽進汽手動閥；確認(rèn)加熱介質(zhì)進口，出口溫度及被加熱介質(zhì)天然氣出口溫度正常。

四、蒸汽管道發(fā)生水擊事故的處理方法

1.在蒸汽管道投運過程中發(fā)生水擊時，可關(guān)小或關(guān)閉進汽閥以控制適當(dāng)?shù)呐芩俣?，并及時開啟蒸汽管道所有疏水閥、導(dǎo)淋閥。

2.投運過程中若發(fā)現(xiàn)疏水器或疏水管路疏水不暢，發(fā)生堵塞，手摸裸露處不燙手，則應(yīng)反復(fù)敲打，必要時更換。

3.停運后的蒸汽管道發(fā)生水擊時，檢查相應(yīng)進汽閥，確保其關(guān)閉嚴(yán)密，同時要檢查停運蒸汽管道疏水器狀態(tài)，確保其處于開啟狀態(tài)，

4.采用疏水母管制的系統(tǒng)，若疏水母管帶壓，就會導(dǎo)致疏水不暢，此時應(yīng)查明疏水母管帶壓原因，消除余壓。若其它管路的蒸汽通過疏水母管竄入停運的蒸汽管道內(nèi)，管道的水擊程度就會加劇，此時應(yīng)疏通疏水母管，避免蒸汽沿疏水母管竄入停運的蒸汽管道內(nèi)。