循環(huán)水泵汽蝕原因分析及改造方案

44流體機械2002年第30卷第9期.文章編號: 1005- -0329( 2002 )09- 004- -02循環(huán)水泵汽蝕原因分析及改造方案車(chē)全賢(茂名石化物資供應公司廣東茂名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(lèi)號: TH31文獻標識碼: 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中的進(jìn)水部分。吸水池的平面圖見(jiàn)圖1剖面圖見(jiàn)圖2池內水的化學(xué)物理茂名乙烯供水車(chē)間第二循環(huán)水場(chǎng)有循環(huán)水泵特性見(jiàn)表1。32SA- 10C型單級雙吸中開(kāi)式離心泵機組5臺,自1995年8月投產(chǎn)運行以來(lái)泵一直在汽蝕狀況5-08_下運行,葉輪使用壽命短蜂窩狀腐蝕嚴重。經(jīng)現場(chǎng)監測，運行中的4臺泵出口壓力表指-275針存在著(zhù)不同程度的擺動(dòng),擺幅在0.06 ~0.11MPa之間機組有輕微的振動(dòng)和噪聲吸水池液面嚴重擾動(dòng)并浮有大量氣泡。對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,?！爸袊夯は到y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)吸水池工藝指標序號參數名稱(chēng)數據指標導光板式覆培1供水溫度( C )不超過(guò)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(mén)6pH值7.5~8.5圖4合理結構異養菌含量(冬季I mg/L)1x 107異養菌含量(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(jiàn)圖3) NPSH, 越小則表示泵吸入喇吸口本身的抗汽蝕性能越好,可以降低機組對有效汽圖5不合理結構蝕余量的要求。(2吸水池的前池壁距吸入喇叭口后池壁間的距離未達到標準推薦要求,根據標準應為8DKC(D在美式標準中為吸入喇叭口進(jìn)口部位內徑,本系統中D= 1.02m)即8.16m而現場(chǎng)僅為5m,造成水池內擾動(dòng)嚴重、水流分布不勻。2.2倒灌高度不夠根據現場(chǎng)資料可知,吸入池最高液面標高-0.45m泵中心線(xiàn)標高- 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對于非標準設計的吸入池來(lái)說(shuō)應該提高淹蝕余量大于必需汽蝕余量。即NPSH。> NPSH。沒(méi)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(méi)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)方面討論本系統汽蝕產(chǎn)生為了便于比較泵的汽蝕性能引進(jìn)汽蝕比轉的原因:速C這是一個(gè)與泵汽蝕余量NPSH,、流量及轉速2.1吸入水池尺寸及形狀有關(guān)的性能參數,C 可以用下列公式計算:對照標準的吸入水池圖4)本系統的吸入水C=5.62nvQ( NPSH, )/4池(圖5 )的形狀及尺寸存在以下兩點(diǎn)不當之處:一般計算 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中國煤化王洲，為6.2m流量Q=高為-1.6m ,底部標高為- 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蝕比轉速:5. 62nVQ/2_ 5.62x740x√272用了直壁即900拐角的形式,而未應用錐壁規則,== 1058.5( NPSH, 4(6.2)/4逐漸過(guò)渡進(jìn)入吸入池，致使液流在該部位產(chǎn)生瀑布效應形成漩渦和紊流。(下轉第6頁(yè))6流體機械2002年第30卷第9期態(tài)極易出現掃膛現象。此外間隙過(guò)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)-步加速在間隙內將形成-個(gè)很低的靜壓甚至會(huì )降到流體汽化壓以下,從而產(chǎn)生間隙汽蝕。甚至還90可能進(jìn)-步使泵出現激振影響轉子運行的平穩。Q-H當然間隙過(guò)大又會(huì )使泵的泄漏量增加效率降低。754結論(1對于半開(kāi)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但最小不應小于0.2mmo(3對于部分流泵,文獻2]等給出了合理的圖4500HZL-4 化工軸流泵性能曲線(xiàn)試驗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)中也多次校驗應用，,認D2較為合適(臥式泵取大值立式泵取小值對化為間隙1.2~ 2mm則更為確切。工泵取大值對常溫清水泵取小值)在此區域泵參考文獻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(zhù)王同舜等譯. 離心泵技術(shù)辭典[ M].運行平穩性較好且一般生產(chǎn)廠(chǎng)制造安裝均不困北京:中國石化出版社難。[2]沈陽(yáng)水泵研究所主編.葉片泵設計手刪M]北京:試驗驗證了文獻1 ]給出的間隙值0. 1% D2。機械工業(yè)出版社,1983 (7).但文獻1]給出的最小間隙值0.1mm過(guò)小,泵運轉時(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(kāi)發(fā)式泵由于葉輪等轉動(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(cháng)江西路888號合肥通用機械研究所。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))根據目前統計資料,同時(shí)兼顧汽蝕性能和效使液流平穩進(jìn)入吸水池但這些辦法改造費用昂率時(shí)泵的汽蝕比轉速范圍為:C= 800~ 1200。由貴工程量大，改造周期長(cháng)影響生產(chǎn)。因此建議此可知靠改造葉輪的水力構造來(lái)增大汽蝕比轉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行泵結構的限制。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(chǎng)、.上海自來(lái)水公司等單位，使用該類(lèi)材質(zhì)原因是形狀尺寸不當的吸入水池內產(chǎn)生的漩渦和的葉輪在汽蝕工況下運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煤化工路的阻力損失。3改造方案YHc N M H G的進(jìn)口過(guò)流面積。改造吸水池有多種方案,如加裝導流板式隔作者簡(jiǎn)介車(chē)全賢男,1968 年生工程師從事化工設備的優(yōu)墻利用錐壁規則改造進(jìn)水流道消除急劇落差,化理論及應用工作。通訊地址:525011廣東茂名市紅旗北路108號茂名石化物資供應公司。