循環(huán)水泵汽蝕原因分析及防止措施

循環(huán)水泵汽蝕原因分析及防止措施摘要：近幾年，我國(guó)科技發(fā)展的十分迅速，循環(huán)水泵被廣泛應(yīng)用。循環(huán)水泵為單級(jí)雙吸離心泵。分析汽蝕的產(chǎn)生過(guò)程及危害，提出循環(huán)水泵汽蝕問(wèn)題的防治措施，降低汽蝕發(fā)生的機(jī)率，提高循環(huán)水泵運(yùn)行效率。關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵；汽蝕原因；防止措施引言中電防城港電廠循環(huán)水裝置循環(huán)水泵為單級(jí)雙吸離心泵，型號(hào)為SLOW100-260b，設(shè)計(jì)參數(shù)：流量214m3/h，揚(yáng)程50m，出口壓力0.4MPa，可用汽蝕余量5.5mm，轉(zhuǎn)速2950r/min,水位高3m。此泵是廠內(nèi)循環(huán)水輸送的關(guān)鍵設(shè)備，自投用以來(lái)，多次發(fā)生由于泵強(qiáng)烈振動(dòng)而造成的停車事故，經(jīng)解體檢查，排除軸承、對(duì)中等檢修質(zhì)量因素，發(fā)現(xiàn)造成振動(dòng)停車的主要原因是汽蝕。循環(huán)水泵汽蝕的概念在循環(huán)水泵工作時(shí)，如某一部位壓力降低到與水溫相應(yīng)的汽化壓力時(shí)，水就會(huì)在該處發(fā)生汽化。汽化形成的氣泡從低壓區(qū)流向高壓區(qū)，并在高壓作用下破滅，高壓水以極高的速度流向氣泡原先占據(jù)的空間，產(chǎn)生巨大的沖擊力。水泵內(nèi)反復(fù)地出現(xiàn)液體汽化和凝聚過(guò)程而引起金屬表面受到破壞的現(xiàn)象即為水泵汽蝕。水泵汽蝕是由水的汽化引起的。水的汽化與溫度、壓力相關(guān)。在一定壓力下，當(dāng)溫度升高到一定數(shù)值時(shí)，水開(kāi)始汽化；在一定溫度下，當(dāng)壓力降低到一定數(shù)值時(shí)，水同樣會(huì)汽化。汽蝕的產(chǎn)生離心泵在運(yùn)行過(guò)程中，由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使泵的入口處壓力降低，當(dāng)吸入口處壓力小于被輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)，液體將會(huì)汽化產(chǎn)生氣泡，這些氣泡隨液體一起進(jìn)入葉輪流道中，由于旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)液體做功，使液體能量逐漸增加，液體的壓力又逐漸升高，液體中的氣泡受壓破裂，氣泡四周的液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)相互撞擊，在瞬間產(chǎn)生很高的壓力和很強(qiáng)的水擊波連續(xù)打擊葉輪表面，金屬表面逐漸因疲勞破壞，在葉片上產(chǎn)生蜂窩狀的小塊剝落。在所產(chǎn)生的氣泡中，還有一些活潑氣體，如氧氣，借助氣泡凝結(jié)時(shí)所放出的熱量，對(duì)葉輪產(chǎn)生化學(xué)、電化學(xué)腐蝕與機(jī)械剝蝕，加快了葉輪的損壞速度。汽蝕現(xiàn)象帶來(lái)的危害（1）汽蝕現(xiàn)象會(huì)影響離心泵的使用性能。汽蝕現(xiàn)象對(duì)循環(huán)水泵使用性能所造成的影響是長(zhǎng)期累積的結(jié)果，因?yàn)槠g現(xiàn)象的發(fā)生初始時(shí)期，對(duì)離心泵使用性能的影響并不明顯，因此難以發(fā)現(xiàn)其存在，而往往當(dāng)察覺(jué)到汽蝕現(xiàn)象的存在時(shí)，實(shí)際上其已經(jīng)對(duì)離心泵的工作部件造成了一段時(shí)間的破壞，大量的氣泡潰滅將離心泵的傳送通塞堵塞，其工作效率、揚(yáng)程、流量都會(huì)有非常明顯的變化。（2）汽蝕現(xiàn)象會(huì)影響循環(huán)水泵的正常工作。當(dāng)循環(huán)水泵中出現(xiàn)了汽蝕現(xiàn)象時(shí)由于氣泡的破裂而導(dǎo)致液體與葉輪流道之間以及液體相互之間出現(xiàn)猛烈的撞擊，這種撞擊除發(fā)出很大噪聲之外，還會(huì)引發(fā)離心泵的劇烈振動(dòng)，進(jìn)而會(huì)迫使離心泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）汽蝕現(xiàn)象會(huì)影響過(guò)流部件。在循環(huán)水泵的汽蝕現(xiàn)象發(fā)生當(dāng)中，傳送通道的金屬表面會(huì)受到一定的撞擊，并且伴有電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，這對(duì)于離心泵的過(guò)流部件而言，是極為惡劣的。在汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生初始階段，過(guò)流部件的金屬表面會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的眾多麻點(diǎn)，隨著使用時(shí)間的增加，汽蝕現(xiàn)象逐漸加劇，使得過(guò)流部件金屬表面的腐蝕現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，甚至還會(huì)出現(xiàn)穿孔、破裂現(xiàn)象，帶來(lái)不可預(yù)估的嚴(yán)重后果。循環(huán)水泵汽蝕發(fā)生主要原因（1）葉面汽蝕。葉面汽蝕主要是因?yàn)檠h(huán)水泵安裝位置過(guò)高，泵吸入口處有空氣。氣泡的形成和破滅多發(fā)生在葉片的正面和背面、前輪盤(pán)內(nèi)表面處以及葉片的根部。（2）間隙汽蝕。水泵內(nèi)的水流通過(guò)突然變窄的間隙時(shí)，速度增加，局部壓力下降時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生汽蝕。如在軸流泵葉片外緣及泵殼之間的間隙內(nèi)、離心泵密封環(huán)與葉輪外緣的間隙處，由于葉輪進(jìn)水側(cè)與出水側(cè)的壓差很大，導(dǎo)致高速回流，造成局部壓降，引起間隙汽蝕。（3）渦帶汽蝕。由于集水池、進(jìn)水流道設(shè)計(jì)不良或水泵在非設(shè)計(jì)條件下工作，也可能在葉輪的下方產(chǎn)生自上而下的帶狀漩渦（簡(jiǎn)稱“渦帶”），當(dāng)渦帶中心壓力低于汽化壓力時(shí)，該渦帶即成為汽蝕帶。（4）粗糙汽蝕。水流經(jīng)過(guò)泵內(nèi)凸凹不平的內(nèi)壁面和過(guò)流部件時(shí)，在突出物的下游也容易產(chǎn)生局部負(fù)壓而引發(fā)粗糙汽蝕。（5）軸承磨損或松動(dòng)。（6）葉輪堵塞或損壞。（7）循環(huán)水泵的吸入管和填料密封漏氣。循環(huán)水泵汽蝕原因排查（1）葉面汽蝕排查。當(dāng)循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)，開(kāi)啟振動(dòng)大的循環(huán)水泵泵體放空氣門(mén)，排出大量的水；但循環(huán)水泵仍然有振動(dòng)、電流擺動(dòng)及出口壓力下降現(xiàn)象。就地測(cè)量冷卻水塔水位為1.81m。分析認(rèn)為循環(huán)水泵泵體放空氣門(mén)根部空氣還未排凈。提高冷卻水塔水位至1.81m以上后，停止振動(dòng)大的循環(huán)水泵，重新向循環(huán)水泵注水。當(dāng)循環(huán)水泵泵體放空氣門(mén)見(jiàn)水后，再啟動(dòng)循環(huán)水泵，振動(dòng)消失，循環(huán)水泵電流、出口壓力正常。故確認(rèn)冷卻水塔水位在1.81m以上時(shí)，才能將循環(huán)水泵的水注至循環(huán)水泵泵體放空氣門(mén)根部，才能保證循環(huán)水泵內(nèi)的空氣全部排出。（2）間隙汽蝕排查。停止循環(huán)水泵后，檢查循環(huán)水泵內(nèi)沒(méi)有變窄的間隙，故排除間隙汽蝕。（3）渦帶汽蝕排查。檢查集水池，進(jìn)水流道設(shè)計(jì)良好，無(wú)帶狀漩渦，故排除渦帶汽蝕。（4）粗糙汽蝕排查。對(duì)發(fā)生汽蝕的循環(huán)水泵解體檢查，發(fā)現(xiàn)原來(lái)鑄鐵的循環(huán)水泵軸承及葉片表面有大量的凸凹不平，引起了粗糙汽蝕。（5）檢查循環(huán)水泵軸承，無(wú)磨損或松動(dòng)。（6）拆開(kāi)發(fā)生汽蝕的循環(huán)水泵泵體后，發(fā)現(xiàn)有雜物在循環(huán)水泵泵體內(nèi)，造成了葉輪堵塞。（7）檢查發(fā)現(xiàn)循環(huán)水泵的吸入管和密封填料有漏氣現(xiàn)象。預(yù)防循環(huán)水泵汽蝕的處理措施對(duì)泵的吸入裝置與安裝位置進(jìn)行科學(xué)合理地設(shè)計(jì)可適當(dāng)增強(qiáng)吸進(jìn)罐中的液面壓力，降低循環(huán)水泵的安裝高度，讓循環(huán)水泵入口的有效汽蝕余量NPSHA達(dá)到足夠大。②采取一定的措施，減少循環(huán)水泵吸入管道的阻力損失。③對(duì)循環(huán)水泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的改進(jìn)，使得必需汽蝕余量NPSHR能夠足夠小。④通過(guò)降低傳送介質(zhì)的溫度，從而達(dá)到防止液體在循環(huán)水泵中汽化。循環(huán)水泵選型改進(jìn)①在確保流量、揚(yáng)程不變，減小機(jī)泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到循環(huán)水泵抗汽蝕目的。②對(duì)循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提升泵的抗汽蝕性能。過(guò)對(duì)循環(huán)水泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的改進(jìn)去提升自身的抗汽蝕性能，這同樣是預(yù)防循環(huán)水泵產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象的有效措施。循環(huán)水泵材料改進(jìn)①選用合金鑄鐵等抗汽蝕性能較好的材料，如鋁鐵青銅、鎳鉻合金等材料，減輕汽蝕的破壞程度，進(jìn)而提升循環(huán)水泵的使用壽命。②從工藝加工上，改善葉片表面的表面粗糙度、硬度，適當(dāng)加大葉輪入口直徑或者葉片入口邊寬度，以達(dá)到葉輪進(jìn)口流速減緩的目的。加裝濾網(wǎng)并及時(shí)清掃為了防止各種雜物進(jìn)入循環(huán)水泵內(nèi)，在循環(huán)水泵入口清污機(jī)前加裝1道濾網(wǎng)并根據(jù)濾網(wǎng)前后壓差，及時(shí)清掃。更換軸承、打磨流道為了提高循環(huán)水泵軸承的抗汽蝕性，將鑄鐵軸承改為強(qiáng)度和硬度高、韌性和化學(xué)穩(wěn)定性好的鋼軸承；為了提高流道表面光潔度，對(duì)流道進(jìn)行打磨和清理，以提高通流部分抗汽蝕性能。結(jié)語(yǔ)汽蝕是影響離