水环式真空泵叶轮汽蚀原因分析及处理

水环式真空泵叶轮汽蚀原因分析及处理

王晓辉

京能（锡林郭勒）发电有限公司 内蒙古锡林郭勒盟 026200

摘 要：电厂的正常运行在很大程度上取决于电站泵的运行是否安全，电站泵在运行过程中如果出现故障，那么会对整个电厂造成很大的影响。在此背景下，文章针对故障泵进行了相应的分析，并且提出了解决措施，希望能给有关人员带来帮助。

关键词：水环式真空泵；叶轮汽蚀；原因分析；措施

引言

某发电厂在具体运行过程中采用了水环真空泵，是由武汉某集团公司所生产的两台2BE,303-0型水环真空泵。该种水环真空泵在运行了两年之后进行了维修，在此过程中，不锈钢叶轮得到了非常严重的气蚀，叶片内侧也受到了相应的损坏，这些问题严重影响了泵的安全运行。

1水环真空泵工作原理

水环真空泵是有很多构件组成的，包含了叶轮以及泵体等，在吸气和排气过程中，主要依靠的是泵腔的容积变化，所以水环真空泵也可以称为变容式真空泵。在泵体内会安装叶轮，采用偏心安装的方法，在启动时可以把水注入泵内，然后在叶轮旋转的作用下能够形成等厚度封闭圆环的水环，叶轮轮毂会与水环的上部分内表面相切，叶片的顶端会接触到水环的下部内表面。此时的叶轮会对轮箍和水环之间的空间进行划分，最终会形成很多小腔。叶轮在转动之前，小腔与端面上的吸气口是保持相通的，在转动过程中压强是不断改变的，如果压强过低，那么就不能够抽进来气体，腔体测，如果与吸气口隔绝，那么此时处于吸气终了阶段。如果叶轮持续的旋转，那么气体会持续的被压缩，此时的排气口与腔是相通的，如果气体的压强比较大，那么会被排出泵外。

2水环真空泵现状分析

水环真空泵在具体运行过程冲，能够通过设备的检查来发现所存在的问题，目前主要的问题如下：首先，水环真空泵在具体运行过程中，其叶轮往往会受到汽蚀，尤其是碳钢材质叶片更容易受到损坏，在断面往往会有磨损和腐蚀的现象，与此同时还存在着变形的情，叶轮的两侧一般情况下不会出现腐蚀情况，但是会有磨损。其次，水环真空泵在运行过程中会出现真空度下降的情况。在此过程中，电机电流以及泵体的温度都会有所提升，与此同时，冷却器的换热效果会下降，所以很难保证生产工艺需求得到满足。最后，水环真空泵如果长时间的运转，其两端的轴承会出现磨损，设备也会出现响声和震动，如果严重的话，泵体的轴会出现断裂的现象，最终会影响到整个泵的正常运转。

3造成水环真空泵叶轮汽蚀的原因

叶轮转子的损坏是真空泵在运行过程中比较常出现的一个问题，叶片的表面会有孔洞，在运行过程中很可能会出现断裂的情况，导致设备不能够正常的运行，最终会影响到整个生产过程。气蚀现象是造成叶轮叶片出现故障的一个主要原因。在流体通道中，如果液体受到了压力的作用而下降为汽化压力，那么液体中的气核就会发生相应的变化，然后形成气泡，气泡在流体通道内部压力的作用下，会出现流动或者是溃灭的情况，在此过程中，真空泵过流部件会受到相应作用力的影响而被破坏。水环真空泵的叶轮以及水花等构件，在具体运行过程中能够组成密封腔，并且是容积可变的，在不同的压力区域内能够完成吸气和排气。水的汽化压力如果比负压区的压力大，那么就会有气泡产生。密封腔会受到真空泵叶轮转动的影响，在吸入空气之后，如果转到正压区，那么压力会变大，体积会变小，气泡在此过程中会出现溃灭的情况，与此同时在溃灭的位置会出现水击情况。叶轮会受到空气气泡增多的影响，而有很高的撞击频率，此时的压力会有所上升，在高频率作用力下，真空泵泵体过流部件会承受相应的负荷，在此情况下，设备会承受很大的负荷和压力，最终会超出自身的抗疲劳极限，然后形成相应的缺陷，如果严重的话会有空洞现象发生。部件如果收到了汽蚀，那么损坏比较严重的是叶轮的转子。产生该现象的一部分原因是加工工艺问题。在对叶轮转子进行加工时，一般情况下采用的是整体铸造，在其根部往往会出现相应的缺陷，缺陷部位很容易受到汽蚀作用的影响。除此之外，叶轮气蚀部位还有着很大的残余压力，这同样会造成裂纹现象的发生。由以上可知，气蚀现象发生的原因主要如下：收到了真空泵结构以及运行原理的影响，会出现正负压区交替变化的情况，要想改善气蚀现象，这样对真空泵结构进行科学合理的设计和改进，除此之外也可以在运行原理上进行分析和改进。

4防止水环真空泵叶轮汽蚀的措施

水环真空泵在运行过程中如果出现较大的振动情况和噪音情况，那么很可能是长时间处于一个汽蚀状态下，在此过程中，泵体部件也可能会受到损坏。在此背景下可以采取科学合理的措施防止真空泵在不良状态下工作，首先可以通过管路设备的改进，来对大气喷射器进行增加，与此同时也可以增加汽蚀保护管。其次可以针对汽蚀现象所产生的原理进行分析，然后制定相应的改进措施。以下针对相应的改进措施进行了分析和介绍。

4.1安装汽蚀保护管路

空化气泡在溃面和产生过程中，会有比较强的水机冲击力，这会对泵体过流部件产生相应的影响，与此同时也会出现水泵汽蚀的现象。通过对空化气泡数量的减少，能够很好的改善这种状况，在此过程中可以对汽蚀保护管路进行安装，这样不仅能够对细胞的数量进行减少，还能够减小对泵体的作用力，最终能够实现泵体部件的保护。切实保护管，一般情况下是安装在水泵前端板向真空泵的负压区与正压区的交界处。为了能够对进气量的大小进行调节，要在管路上连接阀门，这样能够对进气的流量进行控制。汽蚀保护管在安装完成之后，泵在运行过程中就能够对阀门进行调节，在此过程中，气泡如果出现破裂，那么外界的高压气体能够补充相应的空间，能够对部分空化气泡进行消除，减少相应的水汽冲击力，气蚀现象的危害也能够得到降低，最终能够实现过流部件的保护。

4.2 增加大气喷射器

大气喷射器在工作过程中主要依靠的是高速运行的气流，该种设备由扩压器以及拉瓦尔喷嘴组成，这两个部件能够形成相应的气流通道。拉瓦尔喷嘴能够提升压缩气体的速度。吸气口的气体在高速气流的抽吸作用下，能够与其相混合。扩压器能够对混合气体的速度进行降低，此时的压力会有所升高，最终能够排出管路。

4.3 降低工作液的温度或更换工作液

真空泵在具体运行过程中，工作液的气压压力如果高于内部负压区的压力，那么就可能会产生气蚀现象，这主要是因为产生了很多的空化气泡。温度与工作液的汽化压力有着很大的联系。汽化压力会随着温度的升高而升高，此时会影响到空化气泡的产生时间和位置，细胞产生时间提前，位置会前移，从而使气泡的数量增加，最终也会影响到初期的效率。要想使空化气泡的产生位置后推，就要采取合理的措施，对工作液的温度进行降低，这样也能够提升出奇的效率。使用汽化压力比较低的工作液，也能够使汽蚀的危害降低，这样能够保证泵的极限真空度得到提高。甲醇和乙醇等有机溶剂也可以在特定的条件下作为工作液。

结束语

由以上可知，该文章主要针对2BE,303-0型卧式水环真空泵但具体运行以及故障情况进行了分析和探讨，该设备在运行过程中出现了相应的故障情况，在对叶轮进行了相应的维修之后，故障情况得到了排除和解决。并且运行了一个月之后，真空泵的叶轮也没有受到损坏，能够很好的保证机组的稳定运行。

参考文献：