項目5 任務(wù)一 水泵的汽蝕與防治

同學(xué)們大家好，歡迎大家走進(jìn)水泵與水泵站的課堂。在前緒項目中我們學(xué)習(xí)了水泵機組選型、水泵管路及輔助設(shè)備的種類和作用、水泵工作點的意義和確定方法，具備了能夠正確選擇水泵及動力機的型號，完成水泵管路及附件的選配,掌握水泵并聯(lián)和串聯(lián)工作點的確定方法，具備工作點的計算和調(diào)節(jié)能力。從這節(jié)課開始，我們開始新的項目學(xué)習(xí)。項目五泵房設(shè)計泵房是水泵站的主要組成部分，是安裝水泵動力機與附屬設(shè)備的建筑物。通過內(nèi)部設(shè)備的合理布置，為機電設(shè)備的安裝、檢修創(chuàng)造有利條件，也為泵站管理人員提供一個較好的工作環(huán)境。正確合理地設(shè)計泵房，對降低泵房的造價，充分發(fā)揮機電設(shè)備的作用，保證機電設(shè)備安全、高效運行，延長設(shè)備使用壽命都有很大影響。項目五

泵房設(shè)計泵房的設(shè)計內(nèi)容主要是:泵房結(jié)構(gòu)形式的選擇,泵房的內(nèi)部布置與尺寸確定,泵房結(jié)構(gòu)設(shè)計與穩(wěn)定分析等。學(xué)習(xí)目標(biāo)：在本項目中通過學(xué)習(xí)泵房結(jié)構(gòu)形式及平立面布置要求、泵房穩(wěn)定校核與結(jié)構(gòu)計算方法，能夠正確選擇泵房結(jié)構(gòu)形式，計算水泵安裝高程，設(shè)計泵房平、立面尺寸，確定泵房的穩(wěn)定計算工況，完成泵房穩(wěn)定計算。學(xué)習(xí)任務(wù)：掌握水泵安裝高程的計算方法，能正確運用必需汽蝕余量和允許吸上真空高度計算水泵安裝高程。掌握不同泵站結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)特點和適用條件，能根據(jù)不同的建站條件確定合理、合適的泵房形式。掌握泵房內(nèi)部布置的影響因素和注意事項，能周全考慮滿足各方面的要求，確定符合實際施工、運行需要的尺寸。掌握泵房穩(wěn)定校核項目和結(jié)構(gòu)計算的簡化方法，能根據(jù)泵房形式進(jìn)行泵房穩(wěn)定分析。下面進(jìn)行任務(wù)一水泵安裝高程的確定部分學(xué)習(xí)任務(wù)一

水泵安裝高程的確定水泵安裝高程是確定泵房各部位高程的基準(zhǔn)高程。水泵安裝過低，泵房的土建投資增加,施工困難；過高則水泵發(fā)生汽蝕,水泵工作時流量、揚程、效率大幅度下降,甚至不能工作。有關(guān)水泵性能的闡述，都是以水泵的吸水條件滿足要求為前提的。任務(wù)一

水泵安裝高程的確定吸水性能是確定水泵安裝高程和進(jìn)水池設(shè)計的依據(jù)。水泵在設(shè)計規(guī)定的工作條件下不發(fā)生汽蝕，是確定安裝高程必須滿足的必要條件。所以，水泵安裝高程的確定,是泵站設(shè)計中的重要課題。在泵站運行中,水泵裝置的故障也有很多是由于水泵的吸水不能滿足要求。因此,對水泵的吸水性能，必須予以高度重視。任務(wù)一

水泵安裝高程的確定一、水泵的汽蝕及防治措施汽蝕：又叫空化。是水泵在運行過程中，由于某些原因使泵內(nèi)局部位置的壓力低于水汽化壓力，水汽化生成大量的汽泡，汽泡隨水流運動到高壓部位時，迅速凝結(jié)、受擠壓潰滅，泵內(nèi)水流中汽泡的生成，潰滅過程涉及物理、化學(xué)現(xiàn)象，并產(chǎn)生噪聲、振動和對過流部件的侵蝕這種現(xiàn)象稱為水泵汽蝕現(xiàn)象。（一）水泵的汽蝕任務(wù)一

水泵安裝高程的確定1.性能下降在產(chǎn)生汽蝕的過程中,由于水流中含有汽泡改變了流道內(nèi)的過流面積和流動方向，因而葉輪與水流之間能量交換的穩(wěn)定性遭到破壞，能量損失增加，從而引起水泵的流量揚程和效率的迅速下降，其至達(dá)到斷流狀態(tài)。這種工作性能的變化，對于不同比轉(zhuǎn)速的水泵是不同的。低比轉(zhuǎn)速的離心泵葉槽狹長，寬度較小，很容易被氣泡阻塞，在出現(xiàn)汽蝕后，Q一H、Q-η曲線迅速降落。汽蝕現(xiàn)象及危害：對中、高比轉(zhuǎn)速的離心泵和混流泵，由于葉輪槽道較寬，不易被氣泡阻塞所以Q-H、Q-η曲線先是逐漸下降，汽蝕嚴(yán)重時才開始銳落。對高比轉(zhuǎn)速的軸流泵,由于葉片之間流道相當(dāng)寬闊,故汽蝕區(qū)不易擴展到整個葉槽，因此Q~H、Q一η曲線下降緩慢。2.過流部件受損汽泡潰滅時，產(chǎn)生高頻高壓作用于過流部件上,引起金屬表面局部塑性變形與硬化變脆，產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象,金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之應(yīng)力更加集中,葉片出現(xiàn)裂縫和剝落。這就是汽蝕的機械剝蝕作用。2.過流部件受損在低壓區(qū)生成汽泡的過程中,溶解于水中的氣體也從水中析出，活潑氣體(如氧氣)借助氣泡凝結(jié)時所產(chǎn)生的高溫，對金屬表面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕作用。在高溫高壓下,水流會產(chǎn)生帶電現(xiàn)象。導(dǎo)致金屬表面的電解作用(即電化學(xué)腐蝕)。3.產(chǎn)生噪聲和振動空泡振動和破滅產(chǎn)生噪聲，當(dāng)水中泥沙含量較高時,由于泥沙的磨蝕，破壞了水泵過流部件的表層，發(fā)生汽蝕時，加快了過流部件的破壞程度。在汽泡凝結(jié)潰滅時,產(chǎn)生壓力瞬時升高和水流質(zhì)點間的撞擊以及對過流部件的打擊，使水泵產(chǎn)生噪聲和振動現(xiàn)象，危害泵站管理人員的身心健康。（二）汽蝕類型水泵常見汽蝕有三種類型。1．葉面汽蝕

2．間隙汽蝕3．渦帶汽蝕

（三）減輕汽蝕的措施

水泵的汽蝕主要由水泵本身的汽蝕性能和裝置的使用條件決定。但減輕汽蝕的根本措施是在提高水泵本身的抗汽蝕性能，所以在水泵的設(shè)計和制造方面應(yīng)盡可能提高水泵的吸水性能。對水泵使用者而言，則應(yīng)在水泵裝置和運行方面多加以考慮。1．合理確定水泵安裝高程確定水泵安裝高程時，應(yīng)按安裝高程的計算公式正確計算安裝高程。

2．設(shè)計良好的進(jìn)水池進(jìn)水池內(nèi)的水流要平穩(wěn)均勻,不產(chǎn)生漩渦和偏流，否則水泵的汽蝕性能變壞。此外，要及時清除進(jìn)水池的污物和淤泥，使水流暢通，流態(tài)均勻，還要保證進(jìn)水喇叭口有足夠的淹沒深度。3．選配合理的進(jìn)水管路進(jìn)水管路應(yīng)盡可能短,減少不必要的管路附件，適當(dāng)加大管徑，以減少進(jìn)水管路的水頭損失。為使水泵進(jìn)口的水流速度和壓力分布均勻,對于臥式離心泵,水泵進(jìn)口前進(jìn)水管路水平直段長度不能過短，通常不小于4-5倍進(jìn)水管路直徑。大中型泵站的進(jìn)水流道的形式結(jié)構(gòu)和尺寸要設(shè)計合理，保證有良好的水力條件，防止有害的偏流和旋渦發(fā)生。4．盡量使水泵在設(shè)計工況附近運行在水泵運行中，可根據(jù)泵站的具體情況，采用適宜的調(diào)節(jié)措施調(diào)節(jié)水泵的運行工況，防止水泵運行工況偏離設(shè)計工況校遠(yuǎn)。對于離心泵可適當(dāng)減少流量使工作點向左移動；對于軸流泵使工作點移到(NPSH)值較小的區(qū)城。5．提高水泵進(jìn)口的壓力給水泵進(jìn)水管路增壓，例如把離心泵出水管的水引入進(jìn)水管，并用噴嘴增壓，減輕汽蝕危害。6．控制水源的含沙量從多沙河流取水的泵站，由于水中含沙量較大，會加劇過流部件的磨損并使水泵汽蝕性能惡化。因此，對多含沙的水流必須采取一定的防沙措施來凈化水源。7．提高葉輪和過流部件表面的光潔度水泵葉輪表面和其他過流部件光潔度越高，抗汽蝕性能越好，產(chǎn)生汽蝕的可能性就越小。8．及時進(jìn)行涂敷與修復(fù)如果水泵過流部件已出現(xiàn)剝蝕，可采用金屬成非金屬材料在剝蝕部位及時涂敷修復(fù)。涂敷修復(fù)后的葉輪，抗剝蝕和抗磨損的能力將大大提高，不僅延長了葉輪的使用壽命，而且提高了水泵的效率。9．降低水泵轉(zhuǎn)速汽蝕性能參數(shù)與轉(zhuǎn)速的平方成正比,降低水泵轉(zhuǎn)速，可以減輕汽蝕的危害。10．在汽蝕區(qū)補氣在泵