油庫蒸汽管道水擊現象的分析及防范

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程中，會產生冷凝水，這些冷凝水匯集于管道末端或管道上折位置，如不能及時排出，在后面持續蒸汽壓力的作用下，管道內會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反復撞擊管道形成水擊。

蒸汽管道發生水擊時，管道會承受十幾倍的額定工作壓力，主要表現為管道強烈的振動，發生周期性的“嘣嘣”聲響或連續刺耳的聲響。高壓力和振動會造成管道的損傷，管道支架的松動，法蘭連接處泄漏，焊口開焊，對系統的安全運行造成嚴重危害。因此分析造成蒸汽管道水擊現象發生的原因，并制定防范措施是十分必要的。

2 蒸汽管道簡介

油品公司42.5萬m3油庫蒸汽管道是由動力通信公司鍋爐房輸送至42.5萬m3油庫罐區內，管徑為DN200，總長度在2000米左右的管道。管道內蒸汽壓力約0.8MPa，溫度160℃左右，主要用于儲罐和管道內油品的增溫伴熱。蒸汽管道沿途設有9個倒“U”型門架，每個門架最低端設有一處DN25帶有疏水器的直排，20個管道伴熱配氣閥組，20個管道伴熱疏水閥組。管道至油庫庫區外分為兩支，一支進庫區為庫區內管道、儲罐提供伴熱蒸汽，一支為庫區外管道提供伴熱蒸汽。投運期間蒸汽管道經常產生強烈振動并發出“嘣嘣”的金屬敲擊般的尖銳聲響。強烈的振動造成了管道支架的松動，管道支架防火涂料的脫落，管道部分焊點的開焊漏汽，對周圍輸油管線的安全運行也造成了威脅。

3 水擊現象發生的原因

3.1 蒸汽管道內鐵銹雜質較多，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、儲罐伴熱的疏水器等疏水裝置堵塞后，導致冷凝水不能及時排出，積聚大量的冷凝水于管道內。

3.2 蒸汽管道末端是冷凝水聚集的主要地方，當鍋爐房輸入蒸汽時，冷凝水最終會在蒸汽壓力的推動下匯聚到末端，若伴熱管道末端不能疏水或者疏水不及時，就會導致水擊的發生。而油庫兩個蒸汽管道分支的末端一個未設置疏水點，另一個疏水點的疏水能力不足。

3.3 蒸汽管道由冷狀態投入運行時，鍋爐房供汽閥門開啟過快或過大導致管道暖管不足，產生的冷凝水快而多，遠超過疏水裝置的疏水能力，致冷凝水在管道內的積聚。

3.4 鍋爐房供汽不平穩，存在壓力突變，供汽量突變現象。壓力和供汽量的突變導致管道內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，加劇了管道水擊現象的發生。

3.5 員工對蒸汽伴熱操作的認知度不夠，存在操作不規范現象。由于沒有與蒸汽伴熱相關的操作規程和培訓，員工只能依靠經驗進行操作，當發生水擊時并不知道如何處理，同時伴熱相關閥門也沒有做到緩開緩關，這些都會導致或者加劇管道水擊現象的發生。

4 水擊現象發生的防范措施

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換，即將疏水直排放置于疏水器蒸汽流向的上端位置，通過控制直排上端閥門的開度來控制疏水排汽量，以保證伴熱管道的正常疏水。

4.1.2 增設和改造直排通道，以增加關鍵位置的疏水效果。蒸汽管道末端和管道門架上折處是凝結水聚集的主要地方，當鍋爐房輸入蒸汽時，冷凝水最終會在蒸汽壓力的推動下匯聚到管道末端。在庫外蒸汽管道分支末端盲板增設DN50直排，庫區內伴熱管道末端直排管徑由DN25增加到DN50，將最后三個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

4.2.1 與動通公司鍋爐房溝通，要求平穩供汽，避免蒸汽量快速大幅度調節，在供汽初期要適當控制供汽量以進行暖管。

4.2.2 在庫內外蒸汽管道上加設壓力表，巡視時抄錄壓力示數以監控鍋爐房供汽壓力，若出現壓力的急劇變化及時聯系鍋爐房進行調整。

4.3 建立完善的操作規程，做好員工的培訓工作

4.3.1 伴熱相關閥門開關時要緩開緩關，以降低蒸汽流量變化對管道的沖擊。

4.3.2 在鍋爐房開閥送汽前，應先開啟蒸汽管道各處直排排水點對管道內的冷凝水進行放空。

4.3.3 伴熱結束時，并不急于關閉相關閥門，利用管道余壓將管道內殘余蒸汽和冷凝水排出，待伴熱管道冷卻，冷凝水已放空，方可關閉相關閥門。

4.3.4 加強蒸汽管道巡視，確保管道及相關附件工作良好。

5 結語

蒸汽管道水擊現象的發生對管道安全運行危害巨大，結合實際工況正確分析水擊原因并制定相應的防范措施是非常有意義的。油品公司42.5萬m3油庫在采取以上防范措施后，極大的減少了蒸汽管道水擊現象的發生，為油庫的安全生產運行提供了可靠的保障。

[1]金永秀.蒸汽管道產生水擊的機理與防治[J].化工設備與管道，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).