密闭输送管线在正常工况下,能量供给与消耗是平衡的。

当出现中间纤维输油管站突然停电、泵机组突然停车、 管线突然破裂及阀门误操作等突发事故时,管线流 量和压力将会发生急剧变化,管内压力突然升高,甚至产生管线爆裂事故,这是因为在流速突然变化的情况下产生了水击压力。

水击:在压力管道中,由于液体流速的急剧改变,从而造成瞬时压力反复、迅速变化的现象,称为水击。

一、水击压力的产生

管道内的液体流速突然降低,会使油流这一部分动能转化为压力能,使流速突降处的液体压力升高,突然升高的压力称为水击压力。

例如液体由高处的储罐向下自流的管线上,如突然关闭终点处的阀门,则阀门处液体的流速降为零,由于后面液流的惯性作用,仍以原来的速度向前流动,使阀门处的液体受到压缩,压力升高。该处压力的升高又迫使其后面的一部分液体停止流动,同样这一部分液体的停止流动,也将导致其压力的升高。故随着管内液柱的逐渐停止流动,水击压力就从突然关闭的阀门处逐渐向上游传播,使上游的压力都升高。这种现象称为水击压力波的传播。

管道上的阀门突然关闭将产生水击增压波和减压波增压波:使上游管道压力上升。同时,下游管路的液体流速突然降低,产生减压波。减压波:使下游管路压力下降,管道产生液柱分离,甚至于局部汽化,造成输油泵抽空。阀门突然全开、全关、甩机都会引起水击的发生。所以,在电动、液动、手动阀门开关操作时,都要缓开缓关。

二、引发水击的原因

水击是由于压力管道中原油的流量不稳,导致流速度发生急剧变化而产生的,其引发的原因有:

1.阀门的快速开启和关闭;

2.输油泵的事故启停;

3.管道的事故泄漏;

4.机组负荷的快速调节。

三、水击压力的危害

水击现象发生时,会产生一个很大的压力跃升,其数值将大大超过正常工作压力,并伴随着管壁的扩张和收缩,发出强烈的振动和噪音,使管道、输油设备及附件超压,产生变形以致于破坏。同时,高频交变压力作用在管壁上,加之强烈的振动和流体的冲击,使金属表面打击出许多麻点。所以水击不仅增加流体的流动阻力,而且也严重危及到管道系统及有关设备的安全运行。特别是大流量、高流速的长输管道以及大流量的输油泵更为严重。所以,必须具有可靠的泄压和保护设施。