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)水泵為單級雙吸離心泵。分析汽蝕的產(chǎn)生過程及危害，提出循環(huán)水泵汽蝕問題的防治措施，降低汽蝕發(fā)生的機率，提高循環(huán)水泵運行效率。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)水泵為單級雙吸離心泵，型號為SLOW100-260b，設(shè)計參數(shù)：流量214m3/h，揚程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，多次發(fā)生由于泵強烈振動而造成的停車事故，經(jīng)解體檢查，排除軸承、對中等檢修質(zhì)量因素，發(fā)現(xiàn)造成振動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，如某一部位壓力降低到與水溫相應(yīng)的汽化壓力時，水就會在該處發(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，水開始汽化；在一定溫度下，當(dāng)壓力降低到一定數(shù)值時，水同樣會汽化。汽蝕的產(chǎn)生離心泵在運行過程中，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，液體將會汽化產(chǎn)生氣泡，這些氣泡隨液體一起進入葉輪流道中，由于旋轉(zhuǎn)的葉輪對液體做功，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)點以很高的速度運動，質(zhì)點相互撞擊，在瞬間產(chǎn)生很高的壓力和很強的水擊波連續(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)時所放出的熱量，對葉輪產(chǎn)生化學(xué)、電化學(xué)腐蝕與機械剝蝕，加快了葉輪的損壞速度。汽蝕現(xiàn)象帶來的危害（1）汽蝕現(xiàn)象會影響離心泵的使用性能。汽蝕現(xiàn)象對循環(huán)水泵使用性能所造成的影響是長期累積的結(jié)果，因為汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生初始時期，對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)察覺到汽蝕現(xiàn)象的存在時，實際上其已經(jīng)對離心泵的工作部件造成了一段時間的破壞，大量的氣泡潰滅將離心泵的傳送通塞堵塞，其工作效率、揚程、流量都會有非常明顯的變化。（2）汽蝕現(xiàn)象會影響循環(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，還會引發(fā)離心泵的劇烈振動，進而會迫使離心泵停止運轉(zhuǎn)。（3）汽蝕現(xiàn)象會影響過流部件。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受到一定的撞擊，并且伴有電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，這對于離心泵的過流部件而言，是極為惡劣的。在汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生初始階段，過流部件的金屬表面會出現(xiàn)不規(guī)則的眾多麻點，隨著使用時間的增加，汽蝕現(xiàn)象逐漸加劇，使得過流部件金屬表面的腐蝕現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，甚至還會出現(xiàn)穿孔、破裂現(xiàn)象，帶來不可預(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。葉面汽蝕主要是因為循環(huán)水泵安裝位置過高，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)的水流通過突然變窄的間隙時，速度增加，局部壓力下降時，也會產(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、進水流道設(shè)計不良或水泵在非設(shè)計條件下工作，也可能在葉輪的下方產(chǎn)生自上而下的帶狀漩渦（簡稱“渦帶”），當(dāng)渦帶中心壓力低于汽化壓力時，該渦帶即成為汽蝕帶。（4）粗糙汽蝕。水流經(jīng)過泵內(nèi)凸凹不平的內(nèi)壁面和過流部件時，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。（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)水泵運行時，開啟振動大的循環(huán)水泵泵體放空氣門，排出大量的水；但循環(huán)水泵仍然有振動、電流擺動及出口壓力下降現(xiàn)象。就地測量冷卻水塔水位為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)水泵泵體放空氣門見水后，再啟動循環(huán)水泵，振動消失，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，才能將循環(huán)水泵的水注至循環(huán)水泵泵體放空氣門根部，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，進水流道設(shè)計良好，無帶狀漩渦，故排除渦帶汽蝕。（4）粗糙汽蝕排查。對發(fā)生汽蝕的循環(huán)水泵解體檢查，發(fā)現(xiàn)原來鑄鐵的循環(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，無磨損或松動。（6）拆開發(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泵的吸入裝置與安裝位置進行科學(xué)合理地設(shè)計可適當(dāng)增強吸進罐中的液面壓力，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對循環(huán)水泵的結(jié)構(gòu)進行一定的改進，使得必需汽蝕余量NPSHR能夠足夠小。④通過降低傳送介質(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①在確保流量、揚程不變，減小機泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到循環(huán)水泵抗汽蝕目的。②對循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)進行改進，提升泵的抗汽蝕性能。過對循環(huán)水泵的結(jié)構(gòu)進行一定的改進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)到葉輪進口流速減緩的目的。加裝濾網(wǎng)并及時清掃為了防止各種雜物進入循環(huán)水泵內(nèi)，在循環(huán)水泵入口清污機前加裝1道濾網(wǎng)并根據(jù)濾網(wǎng)前后壓差，及時清掃。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，對流道進行打磨和清理，以提高通流部分抗汽蝕性能。結(jié)語汽蝕是影響離