密閉輸送管線在正常工況下,能量供給與消耗是平衡的。

當(dāng)出現(xiàn)中間纖維輸油管站突然停電、泵機(jī)組突然停車、 管線突然破裂及閥門誤操作等突發(fā)事故時(shí),管線流 量和壓力將會發(fā)生急劇變化,管內(nèi)壓力突然升高,甚至產(chǎn)生管線爆裂事故,這是因?yàn)樵诹魉偻蝗蛔兓那闆r下產(chǎn)生了水擊壓力。

水擊:在壓力管道中,由于液體流速的急劇改變,從而造成瞬時(shí)壓力反復(fù)、迅速變化的現(xiàn)象,稱為水擊。

一、水擊壓力的產(chǎn)生

管道內(nèi)的液體流速突然降低,會使油流這一部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能,使流速突降處的液體壓力升高,突然升高的壓力稱為水擊壓力。

例如液體由高處的儲罐向下自流的管線上,如突然關(guān)閉終點(diǎn)處的閥門,則閥門處液體的流速降為零,由于后面液流的慣性作用,仍以原來的速度向前流動,使閥門處的液體受到壓縮,壓力升高。該處壓力的升高又迫使其后面的一部分液體停止流動,同樣這一部分液體的停止流動,也將導(dǎo)致其壓力的升高。故隨著管內(nèi)液柱的逐漸停止流動,水擊壓力就從突然關(guān)閉的閥門處逐漸向上游傳播,使上游的壓力都升高。這種現(xiàn)象稱為水擊壓力波的傳播。

管道上的閥門突然關(guān)閉將產(chǎn)生水擊增壓波和減壓波增壓波:使上游管道壓力上升。同時(shí),下游管路的液體流速突然降低,產(chǎn)生減壓波。減壓波:使下游管路壓力下降,管道產(chǎn)生液柱分離,甚至于局部汽化,造成輸油泵抽空。閥門突然全開、全關(guān)、甩機(jī)都會引起水擊的發(fā)生。所以,在電動、液動、手動閥門開關(guān)操作時(shí),都要緩開緩關(guān)。

二、引發(fā)水擊的原因

水擊是由于壓力管道中原油的流量不穩(wěn),導(dǎo)致流速度發(fā)生急劇變化而產(chǎn)生的,其引發(fā)的原因有:

1.閥門的快速開啟和關(guān)閉;

2.輸油泵的事故啟停;

3.管道的事故泄漏;

4.機(jī)組負(fù)荷的快速調(diào)節(jié)。

三、水擊壓力的危害

水擊現(xiàn)象發(fā)生時(shí),會產(chǎn)生一個(gè)很大的壓力躍升,其數(shù)值將大大超過正常工作壓力,并伴隨著管壁的擴(kuò)張和收縮,發(fā)出強(qiáng)烈的振動和噪音,使管道、輸油設(shè)備及附件超壓,產(chǎn)生變形以致于破壞。同時(shí),高頻交變壓力作用在管壁上,加之強(qiáng)烈的振動和流體的沖擊,使金屬表面打擊出許多麻點(diǎn)。所以水擊不僅增加流體的流動阻力,而且也嚴(yán)重危及到管道系統(tǒng)及有關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行。特別是大流量、高流速的長輸管道以及大流量的輸油泵更為嚴(yán)重。所以,必須具有可靠的泄壓和保護(hù)設(shè)施。