Механика удара в аварийных ситуациях
Известен случай возникновения гидравлического удара в паропроводе котлотурбинного цеха ТЭЦ, в результате чего произошло частичное разрушение стены ремонтной мастерской, над которой был проложен данный трубопровод. Аналогичная аварийная ситуация, но значительно меньшей силы и без разрушений, произошла на другой ТЭЦ при включении в работу деаэратора питательной воды.
Причина обеих аварийных ситуаций аналогична. Гидравлические удары произошли вследствие конденсации пара, что является наиболее распространенным случаем в двухфазной системе конденсат – пар. При резком открытии задвижки пар, попадая в «холодный» участок трубопровода, конденсируется. Процесс конденсации пара замедляется по мере прогрева металла. Конденсат при этом должен непрерывно удаляться через дренажные устройства. Если этого не происходит, то в процессе теплопередачи внутренние слои паропровода будут иметь большую температуру, чем наружные. Значительная разность температур по толщине стенки приводит к увеличению внутренних напряжений в материале самой трубы, а также разности температур трубопровода и соединительной арматуры. Поэтому на скорость прогрева паропровода в первую очередь сказывается время прогрева соединительной арматуры, чтобы избежать опасных температурных напряжений в сварных швах.
Второй тип гидравлических ударов может быть вызван паровым потоком. По аналогии с предыдущим случаем во время открытия задвижки происходит конденсация пара в паропроводе. При этом происходит движение пара и конденсата, но с разными скоростями. Конденсат, заполняя трубное пространство и имея плотность большую чем пар, создает препятствия на его пути в точках местных сопротивлений трубопровода, что и приводит к ударному воздействию.
Для предотвращения гидравлических ударов на промышленных предприятиях, которые в технологическом процессе используют водяной пар необходимо применять определенные меры безопасности при пуске в эксплуатацию паропроводов. В качестве данных мер может быть использованы плавно открывающаяся трубопроводная арматура с механическими приводами, байпасы, конденсатоотводчики и дренажные штуцеры, а также при проведении монтажных работ необходимо избегать значительных подъемов и уклонов трубопровода.
