循环水泵汽蚀原因分析及预防措施

循环水泵汽蚀原因分析及预防措施

矫利伟

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古呼和浩特市010000）

摘要：在水泵运行过程中，汽蚀是常见的现象。机组安装人员要按照设计高程正确安装水泵，机组运行中做好巡查工作，以便于发现问题及时记录和处理，做好机组的维修工作，及时修复和更换损坏的部件。积极采取有效措施避免和减轻汽蚀的产生，最大化减小汽蚀的危害，延长水泵设备的使用寿命，提高泵站运行效率。机组的安全稳定运行是泵站枢纽工程保障排涝区域安全度汛的关键所在。

关键词：循环水泵；汽蚀原因；预防措施

1汽蚀的产生

离心泵在运行过程中,由于叶轮高速旋转产生离心力,使泵的入口处压力降低,当吸入口处压力小于被输送液体的饱和蒸汽压时,液体将会汽化产生气泡,这些气泡随液体一起进入叶轮流道中,由于旋转的叶轮对液体做功,使液体能量逐渐增加,液体的压力又逐渐升高,液体中的气泡受压破裂,气泡四周的液体质点以很高的速度运动,质点相互撞击,在瞬间产生很高的压力和很强的水击波连续打击叶轮表面,金属表面逐渐因疲劳破坏,在叶片上产生蜂窝状的小块剥落。在所产生的气泡中,还有一些活泼气体,如氧气,借助气泡凝结时所放出的热量,对叶轮产生化学、电化学腐蚀与机械剥蚀,加快了叶轮的损坏速度。

2汽蚀现象带来的危害

(1)汽蚀现象会影响离心泵的使用性能。汽蚀现象对循环水泵使用性能所造成的影响是长期累积的结果,因为汽蚀现象的发生初始时期,对离心泵使用性能的影响并不明显,因此难以发现其存在,而往往当察觉到汽蚀现象的存在时,实际上其已经对离心泵的工作部件造成了一段时间的破坏,大量的气泡溃灭将离心泵的传送通塞堵塞,其工作效率、扬程、流量都会有非常明显的变化。

(2)汽蚀现象会影响循环水泵的正常工作。当循环水泵中出现了汽蚀现象时,由于气泡的破裂而导致液体与叶轮流道之间以及液体相互之间出现猛烈的撞击,这种撞击除发出很大噪声之外,还会引发离心泵的剧烈振动,进而会迫使离心泵停止运转。

3泵的汽蚀余量、吸上真空度Hs

3.1汽蚀余量

(1)汽蚀余量。为了使泵在运行中不发生汽蚀,泵在进口处的液体就必须所具有超过输送介质汽化压力的富裕压力,就是汽蚀余量。

(2)临界汽蚀余量NPSH3。在规定流量下,泵的第一级扬程下降3%时的汽蚀余量值。

(3)必需汽蚀余量NPSHR。对于给定的泵,在规定转速、流量和输送液体的条件下,泵达到规定性能的最小汽蚀余量值。必需汽蚀余量NPSHR是由汽蚀试验得到的临界汽蚀余量值NPSH3加上容差系数,见式(1)和式(2)。A,C为容差系数,对于2级试验精度A=6%,C=0.3m;对于1级精度A=3%,C=0.15m。

计算中给出的允许吸上真空高度[Hs]是在大气压力为101325Pa(10.33mH2O),液体温度为常温(T=20℃)下清水试验得到的,如果泵使用地点的大气压力、液体温度或液体的汽化压力不同时,允许吸上真空高度应进行修正,见式(7)。

4预防循环水泵汽蚀的处理措施

(1)通过上述对循环水泵汽蚀原理分析可以得知,当NPSHA值小于NPSHR值时,离心泵会产生汽蚀现象,所以防止循环水泵汽蚀现象的发生,则需要提升NPSHA或者降低NPSHR,具体实施可从4方面入手。

(1)对泵的吸入装置与安装位置进行科学合理地设计,可适当增强吸进罐中的液面压力,降低循环水泵的安装高度,让循环水泵入口的有效汽蚀余量NPSHA达到足够大。(2)采取一定的措施,减少循环水泵吸入管道的阻力损失。(3)对循环水泵的结构进行一定的改进,使得必需汽蚀余量NPSHR能够足够小。(4)通过降低传送介质的温度,从而达到防止液体在循环水泵中汽化。

(2)循环水泵选型改进。(1)在确保流量、扬程不变,减小机泵转速,达到循环水泵抗汽蚀目的。(2)对循环水泵结构进行改进,提升泵的抗汽蚀性能。

过对循环水泵的结构进行一定的改进去提升自身的抗汽蚀性能,这同样是预防循环水泵产生汽蚀现象的有效措施。

结论

该炼厂循环水装置循环水泵存在设计选型错误,将入口压力设计为0.1MPa现场实际的液位高度仅为1.8m,在2900r/min转速下,有效汽蚀余量NPSHA远小于必需汽蚀余量NPSHR,是发生汽蚀、造成振动的根本原因。