油库蒸汽管道水击现象的分析及防范

刘元龙 周群 李若然 (日照港油品码头有限公司,山东 日照 276808)

1 蒸汽管道水击的形成与危害

蒸汽在管道的输送过程中，会产生冷凝水，这些冷凝水汇集于管道末端或管道上折位置，如不能及时排出，在后面持续蒸汽压力的作用下，管道内会形成一段段的汽顶水，由于水本身不可压缩且惯性大，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会反复撞击管道形成水击。

蒸汽管道发生水击时，管道会承受十几倍的额定工作压力，主要表现为管道强烈的振动，发生周期性的“嘣嘣”声响或连续刺耳的声响。高压力和振动会造成管道的损伤，管道支架的松动，法兰连接处泄漏，焊口开焊，对系统的安全运行造成严重危害。因此分析造成蒸汽管道水击现象发生的原因，并制定防范措施是十分必要的。

2 蒸汽管道简介

油品公司42.5万m3油库蒸汽管道是由动力通信公司锅炉房输送至42.5万m3油库罐区内，管径为DN200，总长度在2000米左右的管道。管道内蒸汽压力约0.8MPa，温度160℃左右，主要用于储罐和管道内油品的增温伴热。蒸汽管道沿途设有9个倒“U”型门架，每个门架最低端设有一处DN25带有疏水器的直排，20个管道伴热配气阀组，20个管道伴热疏水阀组。管道至油库库区外分为两支，一支进库区为库区内管道、储罐提供伴热蒸汽，一支为库区外管道提供伴热蒸汽。投运期间蒸汽管道经常产生强烈振动并发出“嘣嘣”的金属敲击般的尖锐声响。强烈的振动造成了管道支架的松动，管道支架防火涂料的脱落，管道部分焊点的开焊漏汽，对周围输油管线的安全运行也造成了威胁。

3 水击现象发生的原因

3.1 蒸汽管道内铁锈杂质较多，且所选用的疏水器极易堵塞，沿途高架的疏水直排、疏水阀组、储罐伴热的疏水器等疏水装置堵塞后，导致冷凝水不能及时排出，积聚大量的冷凝水于管道内。

3.2 蒸汽管道末端是冷凝水聚集的主要地方，当锅炉房输入蒸汽时，冷凝水最终会在蒸汽压力的推动下汇聚到末端，若伴热管道末端不能疏水或者疏水不及时，就会导致水击的发生。而油库两个蒸汽管道分支的末端一个未设置疏水点，另一个疏水点的疏水能力不足。

3.3 蒸汽管道由冷状态投入运行时，锅炉房供汽阀门开启过快或过大导致管道暖管不足，产生的冷凝水快而多，远超过疏水装置的疏水能力，致冷凝水在管道内的积聚。

3.4 锅炉房供汽不平稳，存在压力突变，供汽量突变现象。压力和供汽量的突变导致管道内蒸汽和冷凝水流速的突变，由于冷凝水的不可压缩性和惯性，加剧了管道水击现象的发生。

3.5 员工对蒸汽伴热操作的认知度不够，存在操作不规范现象。由于没有与蒸汽伴热相关的操作规程和培训，员工只能依靠经验进行操作，当发生水击时并不知道如何处理，同时伴热相关阀门也没有做到缓开缓关，这些都会导致或者加剧管道水击现象的发生。

4 水击现象发生的防范措施

4.1 保证伴热管道的疏水效果

4.1.1 疏通堵塞疏水器，并将疏水阀组的疏水器与疏水直排位置调换，即将疏水直排放置于疏水器蒸汽流向的上端位置，通过控制直排上端阀门的开度来控制疏水排汽量，以保证伴热管道的正常疏水。

4.1.2 增设和改造直排通道，以增加关键位置的疏水效果。蒸汽管道末端和管道门架上折处是凝结水聚集的主要地方，当锅炉房输入蒸汽时，冷凝水最终会在蒸汽压力的推动下汇聚到管道末端。在库外蒸汽管道分支末端盲板增设DN50直排，库区内伴热管道末端直排管径由DN25增加到DN50，将最后三个高架处的疏水直排的疏水器拆掉变成直排，在伴热管道中间位置加设DN50的直排，以增加冷凝水的排放，保证疏水效果。

4.2 保证锅炉房供汽平稳

4.2.1 与动通公司锅炉房沟通，要求平稳供汽，避免蒸汽量快速大幅度调节，在供汽初期要适当控制供汽量以进行暖管。

4.2.2 在库内外蒸汽管道上加设压力表，巡视时抄录压力示数以监控锅炉房供汽压力，若出现压力的急剧变化及时联系锅炉房进行调整。

4.3 建立完善的操作规程，做好员工的培训工作

4.3.1 伴热相关阀门开关时要缓开缓关，以降低蒸汽流量变化对管道的冲击。

4.3.2 在锅炉房开阀送汽前，应先开启蒸汽管道各处直排排水点对管道内的冷凝水进行放空。

4.3.3 伴热结束时，并不急于关闭相关阀门，利用管道余压将管道内残余蒸汽和冷凝水排出，待伴热管道冷却，冷凝水已放空，方可关闭相关阀门。

4.3.4 加强蒸汽管道巡视，确保管道及相关附件工作良好。

5 结语

蒸汽管道水击现象的发生对管道安全运行危害巨大，结合实际工况正确分析水击原因并制定相应的防范措施是非常有意义的。油品公司42.5万m3油库在采取以上防范措施后，极大的减少了蒸汽管道水击现象的发生，为油库的安全生产运行提供了可靠的保障。

[1]金永秀.蒸汽管道产生水击的机理与防治[J].化工设备与管道，2013(06).

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