1、操作注意事項
A、泵只允許在規(guī)定的參數(shù)范圍內運轉;
B、泵不允許在吐出閥門關閉或關到很小開度下運轉。否則導致泵發(fā)熱,降低壽命。如果泵是安裝在一個并聯(lián)系統(tǒng)中,每臺泵都要在特定的參數(shù)下運行以**泵的流量;
C、泵不能關閉吸入口閥門運行。否則使泵發(fā)生干轉,導致泵零件損壞;
D、泵輸送介質不能含有空氣或者氣體,否則會使泵的流量和揚程不可能準確的測出,同時會產生研磨損壞零件。
2、泵啟動前檢查
A、啟動泵前,應先盤動轉子,檢查轉子是否靈活;
B、檢查全部螺栓、管路引線的聯(lián)接是否緊固和泵周圍的安全情況;
C、檢查全部儀表、閥門及儀器是否正常
D、檢查油環(huán)位置、油位計的油位是否正常;
E、檢查電動機的轉向是否與泵的轉向一致。
3、泵的啟動
A、打開泵的吸入閥和水封水管路的閥;
B、關閉泵的出口閘閥、壓力表旋塞;用輸送的液體或抽真空系統(tǒng)排除吸入管和泵體內空氣;泵內無液體時不允許啟動,否則會損壞零件。
C、啟動電機,待泵運轉正常后,打開壓力表旋塞,慢慢開啟泵出口閘閥,觀察壓力表和開關的指示,按出口壓力表讀數(shù)控制泵給定的揚程。
4、泵的運行
A、本型泵靠內平衡機構平衡軸向力,平衡裝置有平衡液體流出,平衡液體由平衡水管接至吸入段或在平衡室外設置一短管,平衡液體經(jīng)短管流向泵外,為保證泵正常運行,平衡水管絕對不允許堵塞;
B、本型泵滾動軸承均無冷卻裝置,軸承溫升變化反應了泵的裝配質量,軸承溫升不得高于環(huán)境溫度35攝氏度,較高溫度不應高于75攝氏度;
C、本型泵轉子在運行中存在一定的軸向游動,應保證電機和水泵兩聯(lián)軸器端面間的間隙值;
D、泵在運行期間每隔一定的時間應檢查儀表、泵的轉速和葉輪、密封環(huán)、導葉套、平衡盤、軸套的磨損情況,磨損量過大時應及時更換。此外,監(jiān)測泵的流量、揚程、溫度及潤滑情況;泵在發(fā)生故障時,應停泵,且參考故障排除表進行維修。
5、泵的停車
停車前應先關壓力表旋塞,慢慢關閉出口閘閥,待出口閥門關閉完畢后再停電機,當泵停穩(wěn)后在關閉泵的吸入閥。
6、泵的維修
為了保持泵高效穩(wěn)定的工作狀態(tài),泵必須經(jīng)常維修,維修的項目和每次維修的間隔時間取決泵的工作條件和泵的運行狀況。定期檢查泵的性能(如流揚程、振動等)而且要做記錄,按這些記錄數(shù)據(jù)去分析泵是否正常工作,是否需要維修或者確定要修的哪一部位。在一般條件下,如果堅持精密的測試記錄定期的總結記錄,那么,每隔幾個月就可以得到泵是否需要維修的可靠資料。除在規(guī)定時間對泵監(jiān)測外,下面的維護是經(jīng)常的;
A、檢查泵底座、泵、電機是否緊固,如果松動會引起泵的振動;
B、檢查儀表、引線的狀況,檢查管路是否泄露或松動,或其他形式的損壞。如果需要應立即檢修;
C、填料壓蓋不能壓的過緊,否則會影響填料壽命;
D、軸承潤滑油每工作1000小時更換一次。
水泵閥門和表盤電流的一些頑固問題怎么解決
打開閥門電流應該會增大、關閉閥門電流減少;可能原因看你的閥門開度和表盤顯示可能不一致。
關于水泵問題、建議測下流量、出口壓力換表測量下。再與水泵參數(shù)進行對比。
打開閥門電流應該會增大、關閉閥門電流減少;可能原因看你的閥門開度和表盤顯示可能不一致。油庫新建一消防泵房,新安裝四臺消防泵,一臺泡沫泵,兩臺清水泵,一臺備用泵。平時用的只有清水泵,兩臺泵的參數(shù)型號一樣,離心泵,額定揚程120m,額定出口壓力1.2MPa,流量100L/s,電機額定電流322A,功率185KW。消防泵主要用于油罐冷卻噴淋。噴淋水出口離泵地面高15m,泵進口水源引自一臺水罐自壓供水,水罐液位高10m。進水管DN250,出水管DN300
體泵的型號和曲線沒有。根據(jù)以上反映情況,這臺泵應該是高比轉數(shù)的泵,和混流泵的曲線相似。那么這種情況是很正常的。閥門開得越大壓力越低,但流量其實更大。閥門開得過大時,泵出口壓力低于你要求的壓力,是因為管路阻力小于泵的揚程過多。這個情況使用是完全沒有問題的。因為泵的出水量將遠超過你要求的流量,還不超功率,對消防有利。(一般離心泵要求關閉閥門啟動,混流泵必須開閥門啟動,混流泵關閥啟動電流會很高)
水泵閥門和表盤電流的一些頑固問題怎么解決:
啟動時關閉出口閥,在出口閥未開時候壓力達到1.6MPa。然后慢慢打開出口閥,此時出口壓力隨出口閥的打開而減小,并且電流降低。當全開出口閥時,壓力只有0.3MPa根本滿足不了我們消防要求,且此時電流較小,比額定電流小。此時我們逐步關小出口閥,壓力隨之升高,電流增大。當壓力達到0.6mpa時,電流開始超過額定電流。繼續(xù)關閥,壓力、電流都繼續(xù)提高,當壓力達0.8MPa時,此時出口閥基本已經(jīng)關得所剩無幾了,且電流達到350a遠超過額定電流。此狀態(tài)運轉7分鐘或更短就會出現(xiàn)軟啟動器“過熱跳閘”或“過載跳閘”,電機發(fā)熱。
總之就是出口閥增大,壓力下降,但是電流反而減小,且當出口閥全開時,電流反而很小,小于額定電流。反之出口閥減小,壓力升高,但是電流增大,超過0.6MPa時會出現(xiàn)電流過大,電機過載。
熱水泵 高溫水泵選材指導
我國GB3215規(guī)定,液體溫度超過175°c時泵殼不能采用灰鑄鐵,應采用鑄鋼或合金鋼。
國際標準組織ISO/DIS5199規(guī)定,操作溫度超過175°c為高溫泵,如耐高溫油泵、高溫循環(huán)泵、高溫鍋爐給水泵、高溫增壓泵等。
由于金屬材料在高溫下會出現(xiàn)強度下降、高溫氧化、蠕變等現(xiàn)象,常在鋼中加入鉬、錳、鎳等元素,制成合金。高溫時材料的選用除上訴我國及美國標準外,日本的泵制造廠也提供一個高溫泵選用表可供參考,如高溫泵選用材料表所示
分類 用途 使用溫度/°c 泵殼 葉輪 主軸
高溫泵 載流體泵 150-380 可鍛鑄鐵
球墨鑄鐵
碳鋼鑄鋼 可鍛鑄鐵
球墨鑄鐵
13%cr不銹鋼鑄鋼 碳鋼
13%cr不銹鋼
CrMo鋼
熔融鹽泵 200-500 Crmo鑄鋼
13%cr不銹鋼鑄鋼 13%cr不銹鋼鑄鋼 CrMo鋼
熱油泵 -400 碳鋼鑄鋼
CrMo鑄鋼 13%cr不銹鋼鑄鋼 13%cr不銹鋼鑄鋼
高溫高壓泵 鍋爐給水泵 105-200 可鍛鑄鐵
碳鋼鑄鋼 青銅
磷青鋼
可鍛鑄鐵 碳鋼
13%cr不銹鋼
CrMo鋼
鍋爐循環(huán)給水泵 200-420 CrMo鑄鋼
13%cr不銹鋼鑄鋼 低鎳鑄鐵
13%cr不銹鋼鑄鋼 CrMo鋼
NiCrMoV鋼
如高溫到同時還含有固體顆粒,如催化裂化油漿泵,為了耐磨,可在鑄鋼表面再堆焊硬質合金。
高溫泵除用材外,在結構上還應參照API610規(guī)定。
當液體溫度高于205°c時,泵殼必須用徑向剖分式。
當液體溫度高于149°c時無論填料密封或機械密封都應設冷卻水套。
長沙東方工業(yè)泵廠生產熱水泵:R型、IR型、DG型、IRG型熱
熱水泵安裝基礎面的水平
熱水泵的基座一般可以用質地堅硬而不易腐爛的木材制作零時基座,更多用預先澆制成型的水泥做固定基座,臨時性基座安裝移動方便,安裝時要注意質量,為安裝牢固可靠應把木排下面方木埋在地下在木排四角處打木樁固定泵體的安裝。固定基座牢固穩(wěn)當,缺點是不能移動。
熱水泵先把底座吊放在基座上,套上地腳螺栓,調整底座位置,然后用水尺放在底座的加工面上,檢查底座的水平度。不平時刻在底座下加墊楔形墊鐵或薄鐵片,墊鐵放在地腳螺栓的兩旁,離螺栓的距離為1-2倍地腳螺栓直徑,太遠太近都不合適。墊鐵必須平穩(wěn),每堆墊鐵的數(shù)目不超過3塊,以免發(fā)生滑動或彈簧現(xiàn)象,地腳螺栓擰緊后,應對其水平度再做符合,具體按下述方法和步驟進行安裝。
(一)水泵找正
耐磨多級泵找正的目的就是要使水泵的進、出口中心線以及軸心線,與水泵混泥土基座澆筑時所劃定的相應中心線完全一致,才能與動力機相配合,找正的方法是:以縱、衡中心線為標準,在空間各一相互垂直的縱、衡中心線,在兩線上各掛垂直兩條,移動水粟,使其進、出口中心線與軸線所掛的垂線相重合。
在找正工作的過程中,如發(fā)現(xiàn)地腳螺栓不正確,或者是水粟本身的地腳螺栓孔制造不符合使用說明書圖紙上的要求,螺栓孔與螺栓對不上,或對上后無移動余地,這時必須采取適當?shù)拇胧绶糯笏玫啬_螺栓孔、敲動螺栓等,使水粟找正誤差不超過規(guī)定的數(shù)值。
(二)找水平
找水平的目的是使水泵軸呈水平狀態(tài),水泵的進、出口法蘭盤面呈垂直狀態(tài),保證與進、出水管的連接正確,水泵找平方法:
小型耐磨多級泵找平時,將水平尺靠在水泵進、出口的法蘭盤面上和軸端靠背輪的端面上,用楔形鐵塊調整水泵的高低,使水平的氣泡居中。
臨時耐磨多級泵即組的基座一般都是用質地堅硬而不容易腐爛的柞木、松木、愧木或榆木等方木(10cmX15cm以上)制作,也有預先澆制成型的水泥柱組合而成的,根據(jù)耐磨多級泵與動力機配套和制作材料情況,臨時性基座可以做成整體式或分開式兩種,整體式耗用木料較多,但安裝移動方便,分開式可以不受木料限制,節(jié)省材料,但安裝移動不方便,固定和調整也比較困難,適用在皮帶轉動中心距較大的地方,臨時基座同樣要注意質量,為安裝牢固可靠應把木排下面方木埋在地下在木排四角處打木樁固定泵體的安裝。
目前,耐磨多級泵的產品分有底座和無底座兩種,安裝帶底座的小型水泵,先把底座吊放在基座上,套上地腳螺栓,調整底座位置,然后用水尺放在底座的加工面上,檢查底座的水平度。不平時刻在底座下加墊楔形墊鐵或薄鐵片,墊鐵放在地腳螺栓的兩旁,離螺栓的距離為1-2倍地腳螺栓直徑,太遠太近都不合適。墊鐵必須平穩(wěn),每堆墊鐵的數(shù)目不超過3塊,以免發(fā)生滑動或彈簧現(xiàn)象,地腳螺栓擰緊后,應對其水平度再做符合,安裝無底座的大型水泵,先將已澆制好的水泥基座清理干凈,將水泵吊到基座上,再度進地腳螺栓,然后按下述方法和步驟進行安裝。

機械密封故障分析
1、
溫度升高造成的故障
對于機械密封來說,溫度的升高會造成故障,由于溫度升高,造成機械密封端面潤滑膜的汽化,使兩端面出現(xiàn)干摩擦,由于產生的摩擦熱量大,使得磨損加劇和造成熱應力裂紋而使密封動靜環(huán)斷裂甚至碎裂。由于溫度升高摩擦副浸漬物流出,使及摩擦副粘連,這時溫度可能超過材料的極限使用溫度導致不允許有的熱變形,在突然載荷下也可能產生熱應力裂紋造成密封故障以至密封失效。另外,溫度的升高也可能使熱鑲環(huán)掉片或造成間隙值超過輔助密封圈的允許值。在這種情況下,內壓會把密封圈從間隙擠出造成故障。溫度的升高也能造成沉淀積沉而妨礙密封工作。高壓鍋爐給水泵所用介質是工業(yè)清水,采用的機械密封是831機械密封,密封腔內溫度較高為180℃,所以在使用時溫度不可過高。如果使用介質溫度超過該極限溫度,要采取適當?shù)拇胧γ芊馇患右岳鋮s,以保證機械密封的正常使用,免出故障。
2、
動環(huán)炸裂、靜環(huán)嚴重磨損造成的故障
高壓鍋爐給水泵用平衡型機械密封一般都裝設冷卻循環(huán)系統(tǒng),以保證密封腔的溫度,滿足機械密封可靠使用。冷卻循環(huán)系統(tǒng)上裝有冷卻器和過濾器,冷卻器的作用是給水泵腔內熱介質經(jīng)過冷卻器后降溫,再循環(huán)到密封腔內。過濾器的使用是過濾循環(huán)的介質中的雜質,如果過濾器堵塞或系統(tǒng)管路泄漏或切換控制閥失靈,都會使密封腔內瞬間斷水或時斷時通,這時密封端面得不到良好的冷卻、沖洗、形成溫差,造成密封環(huán)的炸裂,使靜環(huán)嚴重磨損,使密封泄漏造成故障。所以使用時要經(jīng)常檢查系統(tǒng)管路,過濾器要經(jīng)常清洗,以防堵塞換熱器要充分排氣或在系統(tǒng)中裝設報警器等,已達到及時排除故障延長機械密封的使用壽命。
3、
輔助密封圈的損壞造成的故障
機械密封除了端面密封外,在和軸接觸的部位和壓蓋接觸的部位,使用輔助密封O型圈、V型密封圈及U型密封圈等來解決靜密封問題。高壓鍋爐給水泵采用平衡型機械密封的靜密封,采用的是O型密封圈,其材料為橡膠制品,如果O型密封圈損壞,也造成故障產生少量泄漏,這時解決的方法是更換O型密封圈,以防泄漏的產生,根據(jù)我們多面工作經(jīng)驗一般O型密封圈產生故障有以下幾個原因。
3.1、泵裝配機械密封時,由于尺寸問題、倒角問題或工作不慎將O型密封圈卡壞,在U型密封圈斷面直徑的方向或軸向都可能發(fā)生卡壞現(xiàn)象,造成密封泄漏。
3.2、O型密封圈本身有缺陷也是造成故障原因,如O型密封圈制造時尺寸不合適,相對過盈量大,斷面直徑有缺肉現(xiàn)象,壓模時由于模具直徑磨損造成開模處有飛邊問題都可能發(fā)生密封泄漏。
3.3、O型密封圈的材料不當,如泵溫度較高而采用了不耐高溫的橡膠圈,使用中產生橡膠老化,造成靜密封故障。
上述現(xiàn)象采取的辦法是提高裝配質量,加強裝配責任心,認真裝配,避免將O型密封圈卡壞。另外,提高O型密封圈的本身質量,對有缺陷的O型密封圈和材料使用不當?shù)囊J真把好質量關防止問題的發(fā)生。
4、
用戶由于使用不當造成的故障
高壓鍋爐給水泵在使用中是有一定的使用技術要求的,如果不按制造廠的技術要求,使用則要產生故障。
4.1、如在泵安裝時,不能按安裝使用說明書正確安裝,致使泵產生振動,使泵內機械密封端面貼合不夠好,或使端面打開產生故障,使密封泄漏。
4.2、泵運行時由于排氣不充分或其他原因使密封腔內存有氣體,運行時在密封腔內壓的作用下,使摩擦副瞬間托開造成密封漏水故障。
4.3、循環(huán)系統(tǒng)清洗不干凈或過濾不清潔、水質差、有異物、淤泥等,使摩擦面磨損嚴重也可造成故障。如安徽淮南電廠,由于水質太差、冷卻循環(huán)不好、換熱性能下降。
4.4、另外在泵運行時由于突然的壓力波動,產生脈沖壓力或頻繁的啟動都可能使傳動部位,防轉部位的薄弱環(huán)節(jié)產生破壞,造成機械密封故障。所以用戶使用高壓鍋爐給水泵時首先要解決電廠工藝流程的正確性,在工藝流程運行時盡量減少壓力波動,減少頻繁啟動的次數(shù)。另外,在機械密封的設計中要考慮磨損力矩從動環(huán)傳遞到軸上和從靜環(huán)傳遞到泵定子上時以及啟動力從軸上傳遞到動環(huán)上的傳動系統(tǒng)時的強度計算和選擇避免產生以上出現(xiàn)的問題。
二、
有效排除故障的措施
故障排除的辦法有許多,下面列舉幾個常規(guī)方法,以供參考。
1、
在泵運行時必須監(jiān)測機械密封沖洗水回水溫升,正常運行在40℃~50℃為較佳,當溫度超過85℃時報警,當溫度超過90℃時跳閘。
2、
改善水質。用戶使用泵時,水質一定要按泵和機械密封使用要求執(zhí)行。必要時可增加粗濾網(wǎng)進行粗濾,改善水質避免故障發(fā)生。
3、
對于密封循環(huán)系統(tǒng)要定時拆洗、清理污垢和雜質,特別是磁性過濾器必須定時切換清洗,以防污物堵塞過濾網(wǎng),產生密封腔內斷水,造成動環(huán)裂碎,產生故障。
4、
在泵運轉操作前一定要按使用說明書操作,做好排氣,先給密封冷卻水后再啟動給水泵。反之操作由于先啟動后給密封冷卻水容易造成密封動靜環(huán)炸裂。
5、
用戶在小修期,更換機械密封時要注意,清洗密封各個零件,檢查摩擦面,不可有劃傷,橡膠O型密封圈是否有缺陷,確實沒有問題方可安裝。

熱水泵汽蝕嚴重的解決辦法
正常情況下,水溫越高,水越容易氣化,氣體越多越容易在管道里面形成氣蝕,從而引起泵產生噪音和震動,氣蝕嚴重時,泵的流量、壓力及效率的顯著下降,甚至不能正常上水,導致泵空轉 干燒,直接損壞水泵。顯然,汽蝕現(xiàn)象是離心泵正常操作所不允許發(fā)生的。避免汽蝕現(xiàn)象發(fā)生的關鍵是泵的安裝高度要正確,尤其是熱水泵在輸送溫度較高的易揮發(fā)性液體時,更要注意。
熱水泵的安裝高度Hg
允許吸上真空高度Hs是指泵入口處壓力p1可允許達到的較大真空度
而實際的允許吸上真空高度Hs值并不是根據(jù)式計算的值,而是由泵制造廠家實驗測定的值,此值附于泵樣本中供用戶查用。位應注意的是泵樣本中給出的Hs值是用清水為工作介質,操作條件為20℃及及壓力為1.013×105Pa時的值,當操作條件及工作介質不同時,需進行換算。
(1) 輸送清水,但操作條件與實驗條件不同,可依下式換算
Hs1=Hs+(Ha-10.33) - (Hυ-0.24)
(2) 輸送其它液體當被輸送液體及反派人物條件均與實驗條件不同時,需進行兩步換算:第一步依上式將由泵樣本中查出的Hs1;第二步依下式將Hs1換算成H?s
2 汽蝕余量Δh
對于油泵,計算安裝高度時用汽蝕余量Δh來計算,即
用汽蝕余量Δh由油泵樣本中查取,其值也用20℃清水測定。若輸送其它液體,亦需進行校正,詳查有關書籍。
從安全角度考慮,泵的實際安裝高度值應小于計算值。又,當計算之Hg為負值時,說明泵的吸入口位置應在貯槽液面之下。
例2-3 某離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=5.7m。已知吸入管路的全部阻力為1.5mH2O,當?shù)卮髿鈮簽?.81×104Pa,液體在吸入管路中的動壓頭可忽略。試計算:
(1) 輸送20℃清水時泵的安裝;
(2) 改為輸送80℃水時泵的安裝高度。
解:(1) 輸送20℃清水時泵的安裝高度
已知:Hs=5.7m
Hf0-1=1.5m
u12/2g≈0
當?shù)卮髿鈮簽?.81×104Pa,與泵出廠時的實驗條件基本相符,所以泵的安裝高度為
Hg=5.7-0-1.5=4.2 m。
(2) 輸送80℃水時泵的安裝高度
輸送80℃水時,不能直接采用泵樣本中的Hs值計算安裝高度,需按下式對Hs時行換算,即
Hs1=Hs+(Ha-10.33) - (Hυ-0.24)
已知Ha=9.81×104Pa≈10mH2O,由附錄查得80℃水的飽和蒸汽壓為47.4kPa。
Hv=47.4×103 Pa=4.83 mH2O
Hs1=5.7+10-10.33-4.83+0.24=0.78m
將Hs1值代入 式中求得安裝高度
Hg=Hs1-Hf0-1=0.78-1.5=-0.72m
Hg為負值,表示泵應安裝在水池液面以下,至少比液面低0.72m。
液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時,液體便產生汽泡。把這種產生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。汽蝕時產生的氣泡,流動到高壓處時,其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為汽蝕潰滅。
泵在運轉中,若其過流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進口稍后的某處)因為某種原因,抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的液體汽化壓力時,液體便在該處開始汽化,產生大量蒸汽,形成氣泡,當含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內的高壓區(qū)時,氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結破裂的同時,液體質點以很高的速度填充空穴,在此瞬間產生很強烈的水擊作用,并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面,沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓,沖擊頻率可達每秒幾萬次,嚴重時會將壁厚擊穿。
在水泵中產生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程。水泵產生汽蝕后除了對過流部件會產生破壞作用以外,還會產生噪聲和振動,并導致泵的性能下降,嚴重時會使泵中液體中斷,不能正常工作。

汽蝕就是當離心泵的實際的入口吸程大于設定的吸程的時候,部分水因為受到低壓作用會出現(xiàn)氣化現(xiàn)象。當水到高壓的時候,混在液體中的部分氣體,迅速液化,產生空間,水會高速打到旋轉的葉輪上,葉輪就會出現(xiàn)破損,這就是汽蝕。如果可以降低離心泵的安裝高度,能有效避免汽蝕。
離心泵內發(fā)生汽蝕的過程
1、離心泵內汽蝕的過程
離心泵運轉時,流道里液體的速度和壓力都是變化的,當流道中局部區(qū)域(通常是葉輪進口邊稍后的某處)液體的絕對壓力降低到當時溫度下的汽化壓力時,液體便在該處發(fā)生汽化,形成許多汽泡。
汽泡隨液體向前流動至壓力大于汽化壓力的區(qū)域時,汽泡內外產生壓差,汽泡急劇地縮小以至凝結,凝結過程中,液體質點高速填充空穴,液體質點就像無數(shù)小彈頭一樣,連續(xù)打擊在金屬表面上,在壓力很高(局部壓力高達50MPa),頻率很高的連續(xù)打擊下,金屬表面逐漸因疲勞而破壞。
另外,在所產生的汽泡中還夾雜一些活潑的氣體(氧),借助汽泡凝結時所放出的熱量(局部溫度高達200~300℃)對金屬起化學腐蝕作用。在這種機械剝蝕和化學腐蝕的共同作用下,使離心泵過流部件受到破壞的過程就是汽蝕過程。
2、離心泵產生汽蝕的危害
(1)產生振動和噪聲
離心泵汽蝕時,汽泡在高壓區(qū)內連續(xù)不斷發(fā)生突然潰滅,并伴隨著強烈的水擊,這時會產生頻率為600~25000Hz的噪音,泵內可聽到劈劈、啪啪的爆炸聲,同時機組產生振動,機組的振動又將促使更多的空泡發(fā)生潰滅,兩者相互激勵,當頻率接近于裝置的固有頻率時,機組將發(fā)生強烈的共振,稱為汽蝕共振,這時,機組不應工作。
(2)過流部件的汽蝕破壞
離心泵長時間在汽蝕條件下工作時,在連續(xù)強烈的高頻(600~25000Hz)沖擊下(壓力達50MPa),金屬表面出現(xiàn)麻點,嚴重時金屬晶粒松動并脫落,呈現(xiàn)出蜂窩狀、海綿狀、溝槽狀、魚鱗狀甚至穿孔、斷裂。
實踐證明,汽蝕破壞的部位,正是汽泡消失之處,所以常常在葉輪出口和壓水室進口部位發(fā)現(xiàn)破壞痕跡。軸流泵和斜流泵,通常在葉片背面和外周出現(xiàn)破壞(葉片與葉輪室接觸的地方,即間隙汽蝕)。
(3)性能下降
離心泵剛發(fā)生汽蝕時,對泵性能影響不大,待汽蝕發(fā)展到一定程度,由于葉輪和液體的能量交換受到干擾和破壞,大量的汽泡堵塞流道,泵的流量、揚程、效率 、軸功率曲線就會顯著下降。
低比轉數(shù)泵的特性急速下降;高比轉數(shù)泵的特性下降較為緩慢,只是到了某一個流量后,性能才急劇下降;軸流泵無顯著下降階段,多級泵汽蝕只限于第一級,因而性能下降較單級泵為小
減少離心泵汽蝕的措施:
1、提高離心泵本身的抗汽蝕性能
(1)增大葉輪進口直徑
(2)增大葉輪葉片進口寬度
(3)增大葉輪蓋板進口部分曲率半徑
(4)葉片進口邊適當向吸入方向延伸
(5)增大葉片進口角
(6)盡量使葉片進口厚度薄
(7)增加葉片的光潔度
2、防止發(fā)生汽蝕的措施
(1)減少幾何吸上高度Hg(或增加幾何倒灌高度)。
(2)減少吸入損失hc(可增大管徑、減少管路長度、彎頭等)。
(3)選泵時,注意泵較大流量的汽蝕余量,應使裝置的汽蝕余量大于泵的汽蝕余量。
(4)在同樣的轉速和流量下,采用雙吸泵(減小進口流速)。
(5)泵汽蝕時,把流量調小或降速運行。
(6)離心泵吸水池對泵汽蝕有重要影響。
(7)對于在苛刻條件下運行,為避免汽蝕破壞,離心泵可使用抗汽蝕材料。
汽蝕現(xiàn)象:
液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時,液體便產生汽泡。把這種產生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。汽蝕時產生的氣泡,流動到高壓處時,其體積減小以致破滅。這種由于壓力上升氣泡消失在液體中的現(xiàn)象稱為汽蝕潰滅。泵在運轉中,若其過流部分的局部區(qū)域(通常是葉輪葉片進口稍后的某處)因為某種原因,抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的液體汽化壓力時,液體便在該處開始汽化,產生大量蒸汽,形成氣泡,當含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內的高壓區(qū)時,氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。
在氣泡凝結破裂的同時,液體質點以很高的速度填充空穴,在此瞬間產生很強烈的水擊作用,并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面,沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓,沖擊頻率可達每秒幾萬次,嚴重時會將壁厚擊穿。在水泵中產生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程。
水泵產生汽蝕后除了對過流部件會產生破壞作用以外,還會產生噪聲和振動,并導致泵的性能下降,嚴重時會使泵中液體中斷,不能正常工作。
汽蝕余量:
指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時的壓力頭之差,單位用米(水柱)標注,用(NPSH)表示,具體分為如下幾類:
1,裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量,越大越不易汽蝕;
2,泵汽蝕余量,又叫必需的汽蝕余量或泵進口動壓降,越小抗汽蝕性能越好;
3,臨界汽蝕余量,是指對應泵性能下降一定值的汽蝕余量;
4,許用汽蝕余量,是確定泵使用條件用的汽蝕余量。
設計中,許用汽蝕余量=1。1~1。5臨界汽蝕余量
離心泵運轉時,液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降,在葉片入口附近的K點上,液體壓力pK較低。此后由于葉輪對液體作功,液體壓力很快上升。當葉輪葉片入口附近的壓力pK小于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力pv時,液體就汽化。
同時,使溶解在液體內的氣體逸出。它們形成許多汽泡。當汽泡隨液體流到葉道內壓力較高處時,外面的液體壓力高于汽泡內的汽化壓力,則汽泡又重新凝結潰滅形成空穴,瞬間內周圍的液體以極高的速度向空穴沖來,造成液體互相撞擊,使局部的壓力驟然增加(有的可達數(shù)百個大氣壓)。
這樣,不僅阻礙液體正常流動,尤為嚴重的是,如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅,則液體就像無數(shù)個小彈頭一樣,連續(xù)地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高(有的可達2000~3000Hz),于是金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。如若汽泡內夾雜某種活性氣體(如氧氣等),它們借助汽泡凝結時放出的熱量(局部溫度可達200~300℃),還會形成熱電偶,產生電解,形成電化學腐蝕作用,更加速了金屬剝蝕的破壞速度。
上述這種液體汽化、凝結、沖擊、形成高壓、高溫、高頻沖擊負荷,造成金屬材料的機械剝裂與電化學腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱為氣蝕。
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所謂氣蝕,特指流體在高速流動和壓力變化條件下,與流體接觸的金屬表面上發(fā)生洞穴狀腐蝕破壞的現(xiàn)象。
在泵類機械中,若進口壓力過低,溶解在流體中的氣體將會??出,當進口壓力降至被輸送液體在該溫度下對應的飽和蒸汽壓時,液體將發(fā)生氣化,兩者所生成的汽泡隨液體從入口向高壓區(qū)流動,又因壓力迅速增大而急劇冷凝,氣泡瞬間潰滅。
周圍液體以很大的速度從周圍沖向氣泡中心,產生頻率很高、瞬時壓力很大的沖擊,使設備表面產生疲勞,發(fā)生腐蝕,這就是氣蝕現(xiàn)象。
對于輸送液體的泵設備,沒有氣蝕余量這樣的說法。對往復式的壓縮機,有存氣余量或壓縮余量之說,所指為活塞在上止點時,活塞頂部與壓縮室間存在的那部分容積,因為在上止點時,活塞與氣缸蓋之間在設計上留存有一定間隙,因此也將此間隙稱為存氣余隙。
這部分容積對壓縮機發(fā)揮容積效率不利,但為了防止活塞運行到上止點時沖撞氣缸蓋,又是必須保留的,所以存氣余量不能沒有,但應該盡可能少。
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