Υδραυλικά Πλήγματα σε Δίκτυα Ατμού και Συμπυκνωμάτων

Τι Είναι το Υδραυλικό Πλήγμα

Υδραυλικό πλήγμα δημιουργείται όταν μάζα υγρού επιταχύνεται ή επιβραδύνεται απότομα μέσα στη σωλήνωση. Σε δίκτυα ατμού, αυτό μπορεί να συμβεί όταν ατμός υψηλής ταχύτητας παρασύρει συμπύκνωμα, όταν ο ατμός συναντά ψυχρό συμπύκνωμα και συμπυκνώνεται απότομα ή όταν δημιουργείται κενό σε εναλλάκτη και το συμπύκνωμα δεν απομακρύνεται σωστά.

Το αποτέλεσμα είναι κρουστικό κύμα πίεσης. Η καταπόνηση μπορεί να είναι στιγμιαία αλλά ιδιαίτερα υψηλή, γι’ αυτό και το φαινόμενο πρέπει να αντιμετωπίζεται ως θέμα μηχανολογικού σχεδιασμού και όχι μόνο ως λειτουργικό πρόβλημα.

Υδραυλικά Πλήγματα σε Γραμμές Ατμού

Όταν μια γραμμή ατμού απομονώνεται με ατμοφράκτη, ο ατμός που παραμένει μέσα στη σωλήνωση συμπυκνώνεται. Το συμπύκνωμα συγκεντρώνεται στο χαμηλό σημείο της γραμμής και ψύχεται. Όταν ο ατμοφράκτης ανοίξει ξανά, ο εισερχόμενος ατμός συναντά ψυχρό συμπύκνωμα. Η απότομη συμπύκνωση και η μετακίνηση του νερού μπορούν να προκαλέσουν ισχυρό υδραυλικό πλήγμα.

Η βασική τεχνική αντιμετώπιση είναι η σωστή αποστράγγιση της γραμμής. Ακόμη και μικρά τμήματα σωλήνωσης πρέπει να διαθέτουν κατάλληλο σημείο αποστράγγισης όταν η γεωμετρία τους επιτρέπει τη συγκέντρωση συμπυκνώματος.

Υδραυλικά Πλήγματα σε Γραμμές Επιστροφής Συμπυκνωμάτων

Σε κοινές γραμμές επιστροφής, συμπυκνώματα από διαφορετικούς καταναλωτές μπορεί να έχουν διαφορετική θερμοκρασία και διαφορετική πίεση. Εάν θερμό συμπύκνωμα με δευτερογενή ατμό αναμιχθεί με ψυχρότερο συμπύκνωμα, ο δευτερογενής ατμός μπορεί να συμπυκνωθεί απότομα. Η απότομη κατάρρευση φυσαλίδων ατμού δημιουργεί συνθήκες υδραυλικού πλήγματος.

Η πρακτική λύση είναι να αποφεύγεται η ανεξέλεγκτη ανάμιξη συμπυκνωμάτων διαφορετικής πίεσης ή θερμοκρασίας. Συμπυκνώματα από καταναλωτές με διαφορετικές πιέσεις λειτουργίας πρέπει, όπου απαιτείται, να επιστρέφουν με ξεχωριστές γραμμές.

Υδραυλικό Πλήγμα όταν το Συμπύκνωμα Ανυψώνεται

Η ανύψωση συμπυκνώματος σε κάθετη γραμμή αυξάνει σημαντικά τον κίνδυνο αστάθειας. Η γραμμή μπορεί να λειτουργεί με διφασική ροή, δηλαδή με νερό και δευτερογενή ατμό. Εάν η ροή σταματά και ξεκινά περιοδικά, ή εάν η ατμοπαγίδα λειτουργεί διακεκομμένα, η στήλη συμπυκνώματος μπορεί να επιταχυνθεί απότομα και να προκαλέσει πλήγμα.

Σε τέτοιες διατάξεις μπορεί να απαιτηθεί ειδική αντιμετώπιση, όπως αποσβεστήρας υδραυλικού πλήγματος, σωστή διάταξη αντεπιστροφής, έλεγχος αντιθλίψεων και, όπου είναι δυνατόν, αποφυγή ανύψωσης με απευθείας πίεση ατμοπαγίδας.

Υδραυλικά Πλήγματα σε Δεξαμενές Νερού Συνδεδεμένες με Γραμμή Συμπυκνώματος

Όταν συμπύκνωμα μετά από ατμοπαγίδα εισέρχεται απευθείας μέσα σε δεξαμενή νερού, ο δευτερογενής ατμός που δημιουργείται λόγω πτώσης πίεσης σχηματίζει φυσαλίδες. Εάν οι φυσαλίδες αυτές συμπυκνωθούν απότομα μέσα σε ψυχρότερο νερό, μπορούν να δημιουργηθούν ισχυρά τοπικά πλήγματα.

Μία πρακτική διάταξη είναι η είσοδος της γραμμής συμπυκνωμάτων μέσα στο δοχείο μέσω σωλήνα με μικρές οπές στο άνω μέρος. Έτσι περιορίζεται ο σχηματισμός μεγάλων φυσαλίδων δευτερογενούς ατμού. Επιπλέον, όταν η γραμμή εισέρχεται από το άνω μέρος της δεξαμενής, περιορίζεται η επιστροφή νερού από τη δεξαμενή προς τη γραμμή συμπυκνωμάτων όταν η παραγωγή ατμού σταματήσει.

Υδραυλικά Πλήγματα σε Εναλλάκτες Θερμότητας

Όταν η τροφοδοσία ατμού σε εναλλάκτη σταματήσει, ο ατμός που παραμένει στον χώρο ατμού συμπυκνώνεται. Αυτό μπορεί να δημιουργήσει κενό. Αν λόγω του κενού ή της διάταξης αποστράγγισης το συμπύκνωμα δεν απομακρυνθεί πλήρως, τότε κατά την επανεκκίνηση ο εισερχόμενος ατμός θα συναντήσει ψυχρό συμπύκνωμα και μπορεί να προκληθεί υδραυλικό πλήγμα.

Η χρήση vacuum breaker, δηλαδή ασφαλιστικού κενού, βοηθά να αποφευχθεί η δημιουργία κενού στον εναλλάκτη. Έτσι το συμπύκνωμα μπορεί να απομακρυνθεί όταν η τροφοδοσία ατμού σταματήσει και μειώνεται ο κίνδυνος πλήγματος στην επόμενη εκκίνηση.

Πρακτικός Έλεγχος Εγκατάστασης

Σε υπάρχουσα εγκατάσταση όπου υπάρχουν κτυπήματα, θόρυβος ή κραδασμοί, ο έλεγχος δεν πρέπει να περιορίζεται στην αντικατάσταση μιας ατμοπαγίδας. Πρέπει να εξετάζεται ολόκληρη η υδραυλική συμπεριφορά του συστήματος.

1. Έλεγχος χαμηλών σημείων όπου μπορεί να συσσωρεύεται συμπύκνωμα.
2. Έλεγχος κλίσης γραμμών ατμού και επιστροφών συμπυκνωμάτων.
3. Έλεγχος σωστής θέσης και τύπου ατμοπαγίδων.
4. Έλεγχος αντιθλίψεων στις γραμμές επιστροφής.
5. Έλεγχος ανάμιξης συμπυκνωμάτων διαφορετικής πίεσης ή θερμοκρασίας.
6. Έλεγχος ύπαρξης ανυψώσεων στις γραμμές συμπυκνωμάτων.
7. Έλεγχος για ανάγκη vacuum breaker σε εναλλάκτες και κλειστά δοχεία.
8. Έλεγχος βαλβίδων αντεπιστροφής, αποσβεστήρων και εξαεριστικών όπου απαιτείται.

Σχετικός Εξοπλισμός

Η Φιλιππόπουλος Α.Ε. διαθέτει εξοπλισμό για δίκτυα ατμού και συμπυκνωμάτων, όπως ατμοπαγίδες, φίλτρα, διαχωριστές, βαλβίδες αντεπιστροφής, vacuum breakers, αποσβεστήρες υδραυλικού πλήγματος, βαλβίδες απομόνωσης, μειωτές πίεσης, ασφαλιστικές βαλβίδες, αντλίες συμπυκνωμάτων και εξοπλισμό λεβητοστασίου.