长距离输送液体管道的水锤分析与预防.pdf

2024年8月Aug.2024

第47卷第4期LargeScaleNitrogenousFertilizerIndustryVol.47No.4

长距离输送液体管道的水锤分析与预防

施程亮

（中石化宁波工程有限公司，浙江宁波315103）

摘要：介绍长距离管道输送中发生水锤的理论原因，并结合工程实例，利用软件对管道系统进行详细分析，提

出预防水锤事件发生的方法，可为长距离输送管道避免和减轻水锤危害提供参考。

关键词：长距离管道输送水锤预防

在石油化工行业中，由于地理位置以及自动化它是一种机械波，是压力振动在介质内引起液体波

水平的提高，长距离输送管道系统得到越来越广泛动的过程。

的应用。在输送过程中由于机泵骤停、阀门的突然假设管道长度为L，水锤波在介质中的传播速

开启或者关闭等原因使得管道内的流体流动状态度为a，则水锤波在管道中传播一个周期的时间为

（流动速度或运动方向）突然发生变化，引起管道内2／。根据阀门关闭或者开始的时间与2／

LaTLa

压力的急剧交替变化，从而发生流体的水力撞击现的关系，水锤波可分为直接水锤和间接水锤。

象，这种现象称为水锤，又称水击。1.1直接水锤

在一个管道系统中，正常情况下液体流动自如，当≤2／时，管道发生直接水锤，水锤压

TLa

但当阀门突然快速关闭或开启时，在关闭或开启的力值仅受到阀门开度变化的影响。其计算公式为：

短暂时间内流量快速变化，引起水锤效应，使管道内Δ=Δ／

HaVg

压力迅速升高或者降低。升高时水锤压力通常可以式中：ΔH—压力压头，m；

达到管道正常工作压力的数倍甚至几百倍，造成管g—重力加速度，m／s2；

道破裂。降低时分为2种情况：①如果管道内压力Δ—阀门关闭时引起管内流速的变化，

V

降到液体饱和压力以下，则液体内溶解气将会析出，m／s；

产生气泡，气泡的破灭会出现“空化”现象，对阀门管a—水锤波速，m／s。

道造成破坏；②如果管道内压力过低，出现真空，管1.2间接水锤

道发生变形失稳甚至被吸瘪，同时产生一种压力波，当≥2／，管道发生间接水锤，水锤压力值

TLa

压力波会以弹性波的形式在管道中来回传递引起管是由向上游传播的水锤波和反射回来的水锤波相互

道振动，产生噪声[1-4]。叠加的结果。

随着石油化工行业中自动化水平的提高，与其水锤压力本质是由液体流速变化而引起的惯性

他手动或电动阀门相比，关闭时间明显缩短的气动