44流體機(jī)械2002年第30卷第9期.文章編號(hào): 1005- -0329( 2002 )09- 004- -02循環(huán)水泵汽蝕原因分析及改造方案車全賢(茂名石化物資供應(yīng)公司廣東茂名525011)摘要:從吸水池尺寸形狀、進(jìn)水管、抽送介質(zhì)的物理化學(xué)特性、泵必需的汽蝕余量和汽蝕比轉(zhuǎn)速等方面討論了循環(huán)水泵汽蝕產(chǎn)生的原因并提出了改造方案。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵汽蝕汽蝕余量吸水池中圖分類號(hào): TH31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: AAnalysis on the Reasons for Circulation Pump' s CavitationChe QuanxianAbstract : The reasons which caused the circulation water pump' s cavitation was discussed , Some suggestion was introduced ，whichinclude the cistern' s dimersion and figure , water- pipe , the physical chemical characteristic of the medium , the nesessary HPSH andcavitation NS of the pump etc .Keywords : circulation water pump icavitation :NPSH icistern1前言首先介紹一下該泵系統(tǒng)中的進(jìn)水部分。吸水池的平面圖見圖1剖面圖見圖2池內(nèi)水的化學(xué)物理茂名乙烯供水車間第二循環(huán)水場(chǎng)有循環(huán)水泵特性見表1。32SA- 10C型單級(jí)雙吸中開式離心泵機(jī)組5臺(tái),自1995年8月投產(chǎn)運(yùn)行以來泵一直在汽蝕狀況5-08_下運(yùn)行,葉輪使用壽命短蜂窩狀腐蝕嚴(yán)重。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，運(yùn)行中的4臺(tái)泵出口壓力表指-275針存在著不同程度的擺動(dòng),擺幅在0.06 ~0.11MPa之間機(jī)組有輕微的振動(dòng)和噪聲吸水池液面嚴(yán)重?cái)_動(dòng)并浮有大量氣泡。對(duì)該泵的汽蝕泵吸入口原因進(jìn)行分析如下。300040054005000申圖2吸入水池剖面示意冷吸卻在泵的系統(tǒng)中通常用汽蝕余量NPSH表示泵汽蝕性能的好壞汽蝕余量又分為有效汽蝕余量NPSH和必需汽蝕余量NPSH,。“中國(guó)煤化工系統(tǒng)的裝置條件確定,圖1吸入水池 平面示意MHCNMHG三的吸入口處單位重量的航以兵起壓力的富余能量,即2汽蝕產(chǎn)生的原因流體所具有的大于飽和蒸汽壓力的富余能量。收稿日期: 2002-04-1Vol. 30 ,No.9 2002FLUID MACHINERY45表1第二循環(huán)水場(chǎng)吸水池工藝指標(biāo)序號(hào)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)指標(biāo)導(dǎo)光板式覆培1供水溫度( C )不超過33供水壓力( MPa)0.45~0.553余氯含量( mg/L)0.5~1.04總磷含量mg/L)7.0~9.0鈣離子含量( mg/L)50~ 120吸人喇叭門6pH值7.5~8.5圖4合理結(jié)構(gòu)異養(yǎng)菌含量(冬季I mg/L)1x 107異養(yǎng)菌含量(夏季X mg/L)5x 10NPSH。越大泵越不容易發(fā)生汽蝕。必需汽蝕余量是由泵本身的汽蝕性能所決定的是流體從泵吸入口至葉輪葉片背面進(jìn)口邊K點(diǎn)處的壓力降(見圖3) NPSH, 越小則表示泵吸入喇吸口本身的抗汽蝕性能越好,可以降低機(jī)組對(duì)有效汽圖5不合理結(jié)構(gòu)蝕余量的要求。(2吸水池的前池壁距吸入喇叭口后池壁間的距離未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)推薦要求,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為8DKC(D在美式標(biāo)準(zhǔn)中為吸入喇叭口進(jìn)口部位內(nèi)徑,本系統(tǒng)中D= 1.02m)即8.16m而現(xiàn)場(chǎng)僅為5m,造成水池內(nèi)擾動(dòng)嚴(yán)重、水流分布不勻。2.2倒灌高度不夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料可知,吸入池最高液面標(biāo)高-0.45m泵中心線標(biāo)高- 1. 85m ,則倒灌高度最大圖3~ 葉輪示意為1.4m ,如果液面降低,倒灌高度還會(huì)小于在裝置中泵不發(fā)生汽蝕的必要條件是有效汽1.4m對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的吸入池來說應(yīng)該提高淹蝕余量大于必需汽蝕余量。即NPSH。> NPSH。沒深度。影響有效汽蝕余量的因素主要有吸入水池形2.3進(jìn) 入吸入池前的二次循環(huán)水冷卻不夠充分狀、淹沒深度、吸入管以及被輸送流體的物理、化40° ~ 50的溫水進(jìn)入吸入池時(shí)容易產(chǎn)生一定學(xué)特性等。量的氣泡這些氣泡隨池內(nèi)漩渦進(jìn)入葉輪形成氣影響必需汽蝕余量的主要因素是葉輪入口部囊阻礙流道，或被高壓液體擠破爆裂然后又形分的液流速度、液流轉(zhuǎn)彎曲率半徑、葉片頭部幾何成氣泡。形狀尺寸等。2.4 泵必需的汽蝕余量NPSH,因此從以下幾個(gè)方面討論本系統(tǒng)汽蝕產(chǎn)生為了便于比較泵的汽蝕性能引進(jìn)汽蝕比轉(zhuǎn)的原因:速C這是一個(gè)與泵汽蝕余量NPSH,、流量及轉(zhuǎn)速2.1吸入水池尺寸及形狀有關(guān)的性能參數(shù),C 可以用下列公式計(jì)算:對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)的吸入水池圖4)本系統(tǒng)的吸入水C=5.62nvQ( NPSH, )/4池(圖5 )的形狀及尺寸存在以下兩點(diǎn)不當(dāng)之處:一般計(jì)算 泵的最高效率點(diǎn)的C值。32SA-(1)吸入水池前的全濕周封閉流道中頂部標(biāo)中國(guó)煤化王洲，為6.2m流量Q=高為-1.6m ,底部標(biāo)高為- 3. 1m底部距吸入池底有2.3m形成急劇落差，進(jìn)入吸水池的部位采CNM H蝕比轉(zhuǎn)速:5. 62nVQ/2_ 5.62x740x√272用了直壁即900拐角的形式,而未應(yīng)用錐壁規(guī)則,== 1058.5( NPSH, 4(6.2)/4逐漸過渡進(jìn)入吸入池，致使液流在該部位產(chǎn)生瀑布效應(yīng)形成漩渦和紊流。(下轉(zhuǎn)第6頁(yè))6流體機(jī)械2002年第30卷第9期態(tài)極易出現(xiàn)掃膛現(xiàn)象。此外間隙過小間隙上下F 80游靜壓差作用可使流體在葉片端部繞流時(shí)具有非n=970r/min常高的流速，該流速在間隙處被尖銳棱邊進(jìn)-步加速在間隙內(nèi)將形成-個(gè)很低的靜壓甚至?xí)档搅黧w汽化壓以下,從而產(chǎn)生間隙汽蝕。甚至還90可能進(jìn)-步使泵出現(xiàn)激振影響轉(zhuǎn)子運(yùn)行的平穩(wěn)。Q-H當(dāng)然間隙過大又會(huì)使泵的泄漏量增加效率降低。754結(jié)論(1對(duì)于半開式離心泵、混流泵比較合理的間0-60170023002900隙范圍是0.3 ~ 0.6mmoQ(m h)間隙0.,25mm0.05% D:間隙0.6mm(0.12% Da)(2對(duì)于軸流泵比較合理的間隙范圍是(0.08間隙0.4mm(0.08%D;)間隙0.75mm(0.15% D2)~0. 12 )% mmo但最小不應(yīng)小于0.2mmo(3對(duì)于部分流泵,文獻(xiàn)2]等給出了合理的圖4500HZL-4 化工軸流泵性能曲線試驗(yàn)表明軸流泵間隙值取(0.08~0.12)%間隙范圍筆者在實(shí)際生產(chǎn)中也多次校驗(yàn)應(yīng)用，,認(rèn)D2較為合適(臥式泵取大值立式泵取小值對(duì)化為間隙1.2~ 2mm則更為確切。工泵取大值對(duì)常溫清水泵取小值)在此區(qū)域泵參考文獻(xiàn)的性能雖不及小間隙但下降幅度可以接受泵的[1] KSB公司編著王同舜等譯. 離心泵技術(shù)辭典[ M].運(yùn)行平穩(wěn)性較好且一般生產(chǎn)廠制造安裝均不困北京:中國(guó)石化出版社難。[2]沈陽(yáng)水泵研究所主編.葉片泵設(shè)計(jì)手刪M]北京:試驗(yàn)驗(yàn)證了文獻(xiàn)1 ]給出的間隙值0. 1% D2。機(jī)械工業(yè)出版社,1983 (7).但文獻(xiàn)1]給出的最小間隙值0.1mm過小,泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于軸的撓度變化,葉輪容易掃膛特別是臥作者簡(jiǎn)介操松林男,1966 年生從事泵的技術(shù)研究與開發(fā)式泵由于葉輪等轉(zhuǎn)動(dòng)件的重量作用及軸承本身的工作。通訊地址230031安徽合肥長(zhǎng)江西路888號(hào)合肥通用機(jī)械研究所。固有游隙,使葉輪在殼體中不是完全處于居中狀(上接第45頁(yè))根據(jù)目前統(tǒng)計(jì)資料,同時(shí)兼顧汽蝕性能和效使液流平穩(wěn)進(jìn)入吸水池但這些辦法改造費(fèi)用昂率時(shí)泵的汽蝕比轉(zhuǎn)速范圍為:C= 800~ 1200。由貴工程量大，改造周期長(zhǎng)影響生產(chǎn)。因此建議此可知靠改造葉輪的水力構(gòu)造來增大汽蝕比轉(zhuǎn)采用最快捷的改造方案:速的潛力不大,且須以損失效率作為代價(jià)何況葉( 1 )更換葉輪材質(zhì)。改鑄鐵為不銹鋼推薦使輪改造還受現(xiàn)行泵結(jié)構(gòu)的限制。用0Cr13Ni4Mo這是-種抗汽蝕性能良好的材質(zhì),由上述分析可知造成循環(huán)水泵汽蝕的主要陵河電廠、.上海自來水公司等單位，使用該類材質(zhì)原因是形狀尺寸不當(dāng)?shù)奈胨貎?nèi)產(chǎn)生的漩渦和的葉輪在汽蝕工況下運(yùn)行都收到良好的效果,葉流態(tài)紊亂以及大量氣泡的生成另外含有氯離子輪壽命至少在4~5年。且偏堿性弱腐蝕的水質(zhì)加速了葉輪的腐蝕。( 2 )由于水池的水較清潔,可 取消吸入喇叭口底中國(guó)煤化工路的阻力損失。3改造方案YHc N M H G的進(jìn)口過流面積。改造吸水池有多種方案,如加裝導(dǎo)流板式隔作者簡(jiǎn)介車全賢男,1968 年生工程師從事化工設(shè)備的優(yōu)墻利用錐壁規(guī)則改造進(jìn)水流道消除急劇落差,化理論及應(yīng)用工作。通訊地址:525011廣東茂名市紅旗北路108號(hào)茂名石化物資供應(yīng)公司。