轴流泵汽蚀问题1
轴流泵汽蚀简析
叶片 的正面 、 背面 或前盖 板 内表 面等部位 。 在 叶片正 面 , 沿 水流 出水边方 向有 不
通 程度 不一 , 引起进 1 3 流 态紊 乱 , 进 一步使 水泵 机组 汽 蚀加剧
3 ) 制造 工艺 和材料性 能对汽 蚀的影 响。 尔 王庄 明暗渠泵站 叶轮 采用 铸铁 铸 造 汽蚀 均较为 严重 , 跟换Nl — c r 不锈钢 , 其 抗汽蚀 性能 至少提 高I O 倍。 另外 叶片
3 ) 窝 带汽蚀 。 是 由于进 水池 的进 水量设 计不合 理或其 他边界 的变化产 生 涡 带, 当涡 带进 入水 泵后 , 就会助 长 或加 重水泵 液面 汽蚀 的程 度 。
水泵汽蚀在实际运行中突出的表现为下面几点 : 1 ) 运行状态对汽蚀的影响。 对于每个比转数, 水泵扬程是有一定限制的, 1 4 0 0 Z L Q 6 - 7 型水泵在高于净扬程时, 汽蚀的噪音和振动明显发生。 此轴流泵在 净 扬程 下运行 , 虽 然水 位在 3 米 以上 , 但泵 内猛 烈撞 击声和 机组 振动 十分剧 烈 。 相反水位在2 米左右 , 叶片角度+ 6 的情况下 , 泵内汽蚀较明显, 但机组无振动。 这两 种情 况都表 明他们远 离较 优工况运 行 , 汽蚀现 象都 较明显 。 在实 际运行 中 , 必须根据实际情况通过调整叶片角度改善进水池进水条件等方法合力选择运 行 工况 点 , 以 减少 汽蚀对 水泵 的 危害 。
轴流泵汽蚀问题1
泵站工程—水泵的超常运行(超高扬程\超功率\加大流量)
一、水泵超高扬程运行
二、水泵的超功率运行
三、加大水泵流量运行
四、轴流泵叶轮淹深不足及改善叶轮进口流态
五、水泵机组振动及其减振措施
六、水泵机组遭浸泡后的及时修复
一、水泵超高扬程运行
平原湖区轴流泵站通常在外洪、内涝的情况下运行,尽管在设计时一些泵站对在某些不利工况下运行进行过校核,但由于受水环境变化的影响,沿江和湖泊的河床逐年淤高,泵站内、外水位变幅较大,特别是特大洪水期间外江水位居高
解决上述问题,可根据各泵站实际情况,分别采取措施。
1.调节叶片安装角
目前,国产轴流泵口径在300mm以上的,叶片角度可以调节。调节叶片安装角在一定程度上扩大了泵的使用范围,当泵站扬程增高时,可减小叶片安装角,适
目前国内数量较大、分布较广,口径在1m以下的中小型轴流泵站(一般由乡镇管理),由于技术力量薄弱,加上调角费时费力(半调)。因此,泵站自投入运转后,很少根据运行条件的变化对泵的正常运行范围进行复核和调节,结果造成能源浪费,泵站发挥不了正常效益。因此,建议加强技术指导,特别是对那些使用不当、扬程超过正常使用范围的泵站,应根据新的运行条件,仔细复核水泵工况,提出相应的技术措施。按照经济、有效的使用原则,一般只有当调角不能满
2.换泵
如果将叶片角度调至最小仍不能满足高扬程的长期运行要求,则可考虑更换
更换水泵通常是一种比较省事的办法,但对大中型水泵,要考虑机组配套和流道匹配等因素,因此工程投资较大,机组设备费用较高。另外,在同流量下由
于泵的扬程高,泵汽蚀及水力振动的可能性增大,特别是与进、出水流道之间的水力配合问题往往成为换泵的主要矛盾。因此,在原有泵站水工基础上采用换泵的办法来解决高扬程问题,不仅代价较高,而且技术上较复杂,因而一般只适用于中小型轴流泵站。另外,换泵时不仅要考虑在最高扬程时泵站能够安全运行,而且也应该尽可能使泵站能在多年运行中的平均效率较高,对于最高扬程与平均
轴流泵空化的危害和改进措施
轴流泵空化的危害和改进措施
发布时间:2022-10-17T08:55:38.885Z 来源:《科技新时代》2022年4月8期作者:姚捷
[导读] 本文主要对轴流泵空化的危害
姚捷
国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏苏州215000
摘要:本文主要对轴流泵空化的危害,以及现有的的相关工程实例所作出的改进进行分析,通过对轴流泵空化危害性和改进方式研究,从而提高轴流泵的流动效果。
关键词:轴流泵、空化、汽蚀、气穴、叶片、间隙
1、概述
轴流泵在我国南水北调工程、大中型泵站、船舶喷水推进和潜艇水下导弹发射装置等国家重大战略工程上具有广泛的应用。当液体绕轴流泵叶轮叶片流动时,最容易引起局部压力降低并发生空化,引起叶片以及其他过流部件的空蚀破坏,影响泵的性能、运行稳定性并产生振动和噪声等影响。由此可见,轴流泵空化问题已成为业界急需解决的难题之一。
2、空化对水力机械的危害
空化对水力机械的危害主要体现在以下三个方面:水动力学影响、空蚀破坏以及振动和噪声。
关于水动力学影响,空化的各种水动力学影响都起源于空穴的出现破坏了液相流体的连续性。当汽液两相相互转换时,液相的流态就发生改变,从而影响液体和其边界之间的相互动力作用。在绝大多数情况下,空化的出现会增加水流的总阻力,限制或减小过流部件表面对液体的做功能力,从而使水力机械的运行性能降低,最典型的外在表现是扬程和效率的下降,其中扬程的下降是液体和转轮之间动量传递作用的有效性减少的标志,效率的降低是损失增大的标志。
关于空蚀破坏,液体空化形成的空泡随液流进入高压区或通过其它方式吸收足够的能量后就会坍塌、破裂,并在极短的时间内形成强烈的冲击波。当溃灭过程在固壁附近发生时还会形成高速的微射流。在微射流和冲击波的作用下造成固壁表面破坏、材料剥落,形成空蚀麻点,甚至造成孔洞、断裂等现象。
水泵的汽蚀现象及其防治措施
水泵的汽蚀现象及其防治措施
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水泵的汽蚀现象及其防治措施
1.水泵汽蚀的概念水泵运行过程中,如果泵内液体局部位置的压力降低到水的饱和蒸汽压力(液化压力)时,水就开始汽化生成大量的汽泡,汽泡随水流向前运动,流入压力较高的部位时,迅速凝结,溃灭。泵内水流中汽泡的生成,溃灭过程涉及许多物理,化学现象,并产生噪音,振动和对过流部件材料的侵蚀作用。这些现象统称为水泵的汽蚀现象。1.1水泵汽蚀的类型:1)叶面汽蚀:水泵安装过高,或流量偏离设计流量时,产生的汽蚀现象,其汽泡的形成和溃灭基本上发生在叶片的正面和反面。2)间隙汽蚀:在离心泵密封环与叶轮外缘的间隙处,由于叶轮进出水侧的压力差很大,导致高速回流,造成局部压降,引起间隙汽蚀,轴流泵叶片外缘与泵壳之间很小的间隙内,在叶片正反面压力差的作用下,也因间隙中的反向流速大,压力降低,在泵壳对应叶片外缘部位引起间隙汽蚀。3)水流经过泵内粗糙凹凸不平的内壁面和过流部件时。在凸出物下游发生的汽蚀,称为粗糙汽蚀。1.2汽蚀的危害:1)使水泵性能恶化。泵内发生汽蚀时,大量的汽泡破坏了水流的正常流动规律,流道内过流面积减小,流动方向改变,从而叶轮和水流之间能量交换的稳定性遭到破坏,能源损失增加,从而引起水泵流量,扬程和效率的迅速下降,甚至达到断流状态。2)损坏过流部件。当汽泡被水流带到高压区迅速凝结,溃灭时,汽泡周围的水流质点高速地向汽泡中心集中,产生强烈的冲击。如果汽泡在过流部件附近溃灭,就形成对过流部件的打击,容易引起过流部件的塑性变形和局部硬化,产生疲劳,性能变脆,很快就会发生裂纹与剥落,形成窝蜂状孔洞。振动和噪音。在汽泡凝结溃灭时,产生压力瞬时升高和水流质点间的撞击以及对泵壳和
水泵汽蚀原因分析及其防护措施
水泵汽蚀原因分析及其防护措施水泵汽蚀产生的原因
液体在泵内流动时,若局部压力低于一定值,液体内的杂质、微小固体颗粒或液体与固体接触面的缝中存在的气泡或汽核,会快速生成人眼可见的气泡或汽泡,为简化起见,把汽、气核统称为气核。气泡流称为空泡。
气核进入低压区生成为空泡,空泡随液流到达压力较高区域时,受到周围液体的压缩,并经过反弹膨胀,直到最后破灭,破灭对水泵产生的危害,称为汽蚀。
1.进入流道尺寸设计不合理。如解台站进水流道为开敞式半圆形后壁,因喇叭管后壁距偏大,进水流道宽度偏小,进水流道内水流表面流态紊乱,形成涡流和回流,造成水力损失增加,把大量的气体带入泵体,加剧了水泵的汽蚀。
2.喇叭管悬高大,低水位运转。解台抽水站设计流道底板高程22.5米,叶轮中心高24.02米,喇叭管悬高1.0米,设计下游最低抽水位25.5米,叶轮中心临界淹没水深为1.5米,因急需用水及拦污栅杂物阻水,造成长期低水位运转,增加了泵体的汽蚀。
3.解台抽水站选用了36ZLB——100型轴流泵配用JSL14—10立式异步电动机,设计扬程5.5米,净扬程5米,根据运转资料,有时达5.5米以上,这样水泵的设计扬程满足不了实际运转要求,水泵在偏离设计工况下运转,加大了流液进口冲角,使叶片背面产生旋涡发生汽蚀。
防止水泵发生汽蚀的措施
欲防止发生汽蚀必须提高NPSHa,使NPSHa>NPSHr可防止发生汽蚀的措施如下:
1.减小几何吸上高度hg(或增加几何倒灌高度);
2.减小吸入损失hc,为此可以设法增加管径,尽量减小管路长度,弯头和附件等;
水泵汽蚀和防治措施
水泵汽蚀和防治措施
摘要:针对水泵的汽蚀问题,通过分析了水泵汽蚀现象产生的原因、汽蚀对水泵性能的影响、汽蚀的类型、及水泵汽蚀现象的危害,提出了防止和减轻汽蚀的几点意见。
Abstract:Inview of water pump cavitation problem,through the analysis of pump cavitation phenomenon causes cavitation performance of pumps,the type of cavitation,and pump cavitation phenomenon was proposed to prevent and mitigate cavitation several point of view.
关键词:水泵汽蚀汽蚀类型减轻和防治汽蚀的措施
Keywords:pump cavitation,cavitation type,mitigation and prevention measures cavitation
1.前言
水泵是把原动机的机械能转换成抽送液体能量的机器。用来增加液体的位能、压能、动能。原动机通过轴带动叶轮旋转,对液体作功,使其能量增加,从而使需要数量的液体,由吸水也经水泵的过流部件输送到要求的高处或要求压力的地方。衡量泵性能的主要因素有流量(Q)、扬程(H)、转速(n)、汽蚀余量(NPSH)及功率(W)和效率( )。
农业常用的离心泵、轴流泵和混流泵均属叶片式泵。叶片式泵的常见损坏形式是汽蚀,在水泵叶轮的正面、背面及前盖内表面等处,布满了大小不等的麻点,严重时有蜂窝状凹坑和空洞。其具体表现有:①水泵机组在运行中产生刺耳的噪音;②水泵产生汽蚀,扬程、流量显著降低,严重时中断供水,不能工作;③水泵机组在运行中产生剧烈振动,严重时能威胁机组的安全。
防止水泵汽蚀产生的方法分析
装高度( ) i ; n 为泵 的最 大 允 许 安 装 高 度 ( 。 m) 2 2 泵的 吸水性 能 . () 1 当装 置 汽蚀 余量 NP SHa > ̄, 汽 蚀 余量 NP 需 SHr , 泵 不 时 水 会 发 生汽 蚀 。 NPs —NP 当 Ha SHr , 时 处于 临 界 状 态 , 开始 发 生 汽 泵 蚀。 当NPs <NPs 时 , 内发 生 汽蚀 , 运行 不安 垒 , S 值 Ha Hr 泵 泵 NP Hr
∑
:
( 3 )
f1 4
NPS : H
+
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2 ‘2 g g
2 g
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觑一 z  ̄ I h一  ̄ l m
() 5
H, : 。 一 S . s s h 一h NP Hr ∑h
头 下 降值 ;
式 中 : 为 吸 上 真 空 高 度 , 反映 了真 空表 安 装 点 的 实 际 压 胁 它 为允 许 吸 上真 空 高 度 ; P H为 汽蚀 余 量 I P H 为 N S Sr N 为 吸 水 井表 面 的 大 气 压 力 ( , 表 1 mH2 见 O) ;
必需 汽 蚀 余 量 ; . 1 1
ha v=F a为该 水温 压 力 下 的汽 化压 力( v mH o)
水泵汽蚀
§4-1 水泵汽蚀
二、汽蚀类型 水泵常见汽蚀有三种类型。 1.叶面型汽蚀 2.间隙汽蚀 3.涡带汽蚀
4-1 离心泵汽蚀产生部位 1、5—叶片正面汽蚀;4—前盖 板汽蚀;2、3—叶片背面汽蚀。
图4-2 轴流泵汽蚀发 生部位
1——叶片正面汽蚀; 2——叶片背面汽蚀; 3——间隙汽蚀; 4——轮毂体表面汽 蚀;
四、小结 1、水泵的汽蚀方程式 2、汽蚀余量 3、吸上真空高度
§4-3水泵安装高程的确定
教学目标:掌握安装高程的确定方法 一、安装高程 水泵基准面高程称为水泵的安装高程。
水泵安装过低,使泵房土建投资增大, 施工难度增加;过高则水泵产生汽蚀。 因此,只有合理确定水泵的安装高程, 才能尽量降低泵站的造价,保证水泵的 正常运行,防止汽蚀现象的发生。
§4-2叶片泵的汽蚀性能
二、汽蚀余量 汽蚀余量有两种概念,一是装置汽蚀余
量,另一是必需汽蚀余量。
Biblioteka Baidu1.装置汽蚀余量(NPSH)a 2.必需汽蚀余量(NPSH)r
§4-2叶片泵的汽蚀性能
当 (NPSH)a>(NPSH)c时,装置
给水泵提供的汽蚀余量大于该泵临界汽 蚀余量,水泵不至于发生汽蚀。当
§4-3水泵安装高程的确定
二、安装高程的确定 (一)用必需汽蚀余量
( NPSH)r计算H允吸
探究如何防治水泵汽蚀现象
探究如何防治水泵汽蚀现象
摘要:这篇文章的内容主要是对水泵产生汽蚀的原因的一个分析,具体的介绍了水泵汽蚀的种类于水泵汽蚀的情形,然后通过分析来为防止和减少汽蚀的工作提一些建议,从而增加水泵的可用寿命。
关键词:水泵汽蚀;汽蚀类型;防治措施
水泵是用来把原动机的机械能变化成输送水的能量的装置。流量和扬程大小还有转速等是决定水泵工作能力的主要因素。现在的水泵在我国很多的工作上面都用得比较多,可是由于史书水平有限,所以在汽蚀问题对水泵造成的损坏上面的问题一直没有很好的解决,随水泵的可用的时间与功能造成了很大的影响。在接下来的内容里面作者会对水泵的汽蚀问题做一个分析,然后在防治工作上提一些相关的建议。
一、水泵的汽蚀问题
汽蚀说的是在一定的温度环境里面,减小水里面的压力大小,达到这个温度环境里面的汽化压力的时候,液体产生气泡气泡,在气泡到达到高压的地方的时候,由于气压过高,就会导致气泡不停减小直到破掉。研究人员把这样的的现象称作汽蚀溃灭。
在水泵开始工作后,要是它过流位置的一个地方被外在的环境所影响,造成传输水源的绝对压力不停的减小,一直到汽化环境产生,液体发生汽化,就会生成很多的蒸汽,于是有气泡产生。传输的液体携带着很多的气泡运动,在经过叶轮里面的高压地方的时候,气泡附近的高压水体就会对气泡产生压力,让它的体积马上减小直到破掉。在气泡破掉的时候液体质点会马上填满空穴,在这个过程里面,会产生非常强大的水击力,然后用一个很快的频率击打金属的表面,者击打的力量最大能有上千大气压,频率一秒差不多有一万次,如此水泵不停的遭受冲击力的大力击打,会变成一个蜂窝状。
泵的汽蚀现象及其危害
泵的汽蚀现象及其危害
我们从热工学知道,开始汽化的液面压力及其对应的温度分别称为该温度下的汽化压力(即
饱和压力)pvp及该压力下的汽化温度(即饱和温度)tv。它们之间有着一一对应的、确定的关系,其值可在饱和水性质表上查得。因此,叶片式泵运行时,如果叶轮叶片入口处某局部
的液体绝对压力等于或低于所输送液体温度下的汽化压力,液体便发生汽化,产生许多汽泡,汽泡内充满蒸汽和从液体中析出的气体。这些汽泡随着液体流动被带到叶轮的高压区,在高
压的作用下迅速凝结而破裂。与此同时,周围的流体质点便以高速冲向原来汽泡占有的空间,质点相互撞击而形成高频的局部水击,频率可高达每秒二、三万次,压力可高达数十至数百
个兆帕。这种水击如果在金属附近发生,就会对金属表面形成持续的、反复的冲击,导致金
属表面因疲劳而破坏,这种破坏称为机械剥蚀。此外,在汽泡破裂所释放的凝结潜热的助长下,原汽泡内的活泼气体又对金属产生化学腐蚀作用,加剧了材料的破坏。金属表面在机械
剥蚀和化学腐蚀联合的长期作用下,会出现蜂窝状破坏。这种泵内反复地出现液体汽化(汽
泡形成)和凝结(汽泡破裂)的过程,使金属表面受到冲击或破坏的现象称为汽蚀现象。
值得说明的是汽蚀并非只是水泵运行中才可能发生的现象。在实际中,一切水力机械以及许
多与液体流动有关的设备和系统运行时,都有可能发生汽蚀,同样需要关注。
汽蚀对泵的危害作用有以下几个方面:
1、缩短泵的使用寿命。汽蚀发生时,由于机械侵蚀和化学腐蚀的长期作用,会使首级叶轮
的进、出口处、导叶进口或蜗壳等处变得粗糙多孔,产生显微裂纹,严重时出现蜂窝状侵蚀,甚至形成空洞,因而缩短了泵的使用寿命。
论水泵的汽蚀问题与防止措施
的气泡 , 气泡随水流 向前运 动 , 流到压力较 高的部位时 , 速 迅
凝结 、 溃灭 , 这种现象称为水泵的汽蚀现象 。 叶片泵常见 的汽蚀 有叶片汽蚀 、 间隙汽蚀和涡带 汽蚀三 种形 式 : 叶片汽 蚀是发生在 叶 片表 面 的汽 蚀 , 随着水泵 的流 量不 同 , 汽蚀发 生在 叶片的正面 、 面或前盖 板 内表 面等部 背 位; 间隙汽蚀是 由于 间隙 回流产 生的 、 发生在 叶片外缘 与 叶 轮室壁面之间或密封环与 叶轮进 口外 缘之间 的汽蚀 ; 涡带汽 蚀 是由于进水池 、 进水 流道设计不合理或其他边 界条 件 的变 化 产生涡带 , 当涡带进入 水泵后 , 会助长 或加重水 泵汽蚀 就 的程度 ; 另外 , 离心 泵蜗壳 隔舌处 、 半螺旋 形吸水 室 内壁 , 轴 流泵 导叶的正面 、 背面和轮毂处 也有 可能产生汽蚀 。
22 过 流 部 件 的 汽 蚀 破 坏 .
膨胀形成汽泡 , 当这些汽泡被水 流带 到高压区时 , 突然崩溃 ,
对流 道壁面产 生很高 的压力冲击 ,造成 壁面材料 剥蚀 和破 坏 。汽蚀就是汽泡的形成、 增长和崩溃 的过程 [ 。 1 _ 水泵运行过程 中 , 如果 内部局部 位置的压力降低 到水 的 饱和蒸汽压力 ( 汽化压力 ) , 处的水就开始汽化生成 大量 时 该
水 泵汽蚀是 水泵损 坏的重要 原 因之 一 ,主要有 以下危
(精益生产)TPM单点教育OPL
3、机座 作用:固定定子铁心与前后端盖以支撑转子,并起防护、散热等作用。
培训时间
培训人
培训时长
4分钟
受训人员
课程分类 主题
单 点 教 育 (O P L)
■基础知识 □问题案例 □改善案例
核准
审核
制作
阀门的结构
版本:1.0
管理编号:TPM-02-GL-
1、手轮 2、阀杆螺母 3、阀杆 4、填料压盖 5、T形螺栓 6、填料 7、阀盖 8、垫片 9、阀瓣 10、阀体
培训时间 受训人员
培训人
培训时长
分钟
课程分类 主题
单 点 教 育 (O P L)
■基础知识 □问题案例 □改善案例
核准
审核
制作
软水泵气蚀部位及危害
水泵结构图
版本:1.0
管理编号:TPM-02-GL-
轴流泵汽蚀发生部位及危害 1——叶片正面汽蚀; 部 2——叶片背面汽蚀; 3——间隙汽蚀; 4——轮毂体表面汽蚀; 1、水泵性能恶化 危 2、水泵过流部件发生破坏 害 3、产生噪音和振动
制作
管理编号:TPM-02-GL-
轴流泵汽蚀发生部位及危害 1——叶片正面汽蚀; 2——叶片背面汽蚀; 3——间隙汽蚀; 4——轮毂体表面汽蚀; 1、水泵性能恶化 2、水泵过流部件发生破坏 3、产生噪音和振动
3分钟
关于水泵汽蚀磨蚀问题预防及修复方法的探讨
关于水泵汽蚀磨蚀问题预防及修复方法
的探讨
摘要:在泵站工程中,为了保证泵站水泵安全可靠运行,避免主泵受汽蚀、
磨蚀的破坏,延长主水泵使用寿命是非常必要的。随着科学技术的发展和泵站工
程的特殊需要,采用过去的传统表面处理材料和工艺已远远不能满足表面抗磨抗
蚀的要求。本文探讨几种适合于水泵汽蚀磨蚀预防护和破坏修复的方法。
关键字:水泵汽蚀磨蚀预防修复
1 水泵汽蚀磨蚀的预防
由于中小型泵站水泵所用材质一般为铸铁件或铸钢件,在锈蚀、磨蚀、汽蚀、腐蚀等多种因素的作用下,水泵使用寿命大为缩短,特别是叶片、叶轮室、口环
等部件,损坏速度更快。在轴流泵站中,由于轴流泵汽蚀性能相对较差,汽蚀破
坏作用更为显著,在叶型汽蚀、间隙汽蚀、导叶汽蚀的共同作用下,叶片和叶轮
室的使用周期更短。
1.1 工程措施
主要通过改善进水流态来改善泵的汽蚀性能。进水流态的改善可以有效地改
善泵进口的流速和压力分布,减轻泵汽蚀的发生和发展。流态改善的方法主要有
进水池改造、进水流道改造、侧向进水改造等。
1.2 管理运行措施
水泵的汽蚀与泵偏离设计工况是有很大关系的。因此,对大型全调节轴流泵
应充分利用叶片角度的调节来随时改变水泵运行工况,使之与实际工况一致或接近。使叶片入口角不要因流量变化而发生大的改变,保持较小的叶片冲角,才能
有较好的抗汽蚀性能。特别是在低水位高扬程下运行时,更应注意叶片角度的调整。
另外,在运行中要重视拦污栅的清污工作。不少大中型泵站拦污栅前污物杂
草严重堵塞,使栅前后水位差增加,使泵进口水位降到允许水位以下,甚至出现
旋涡,造成装置汽蚀余量下降,加剧了汽蚀的发生和发展,因此运行中要做到及
中小型立式轴流泵的常见故障及相应处理方法研究
中小型立式轴流泵的常见故障及相应处理方法研究
发布时间:2021-04-28T03:22:03.959Z 来源:《防护工程》2021年3期作者:方春[导读] 但如果振动幅度大、频率高且伴有不同寻常的异响,这时就要引起注意,及时组织专人查明原因。
安徽省驷马山引江工程管理处 239541
摘要:在水利工程中,中小型立式轴流泵的运用已十分广泛,其作为主要的排水设备发挥着关键作用,但其作为机械设备中的一种,在高强的工作中难免会出现问题,这时就需要维修人员对其进行检修,去分析问题成因,有效保障设备的正常运转。本文就以马鞍山经济开发区南部1号排水泵站2#机组为例,在该机组出现不能运行的问题后,相关人员进行应急维修,对问题成因与相应的解决办法进行研究,提出了几点关于中小型立式轴流泵检修处理的高效措施,希望能为进一步管好、用好我国中小型泵站提供参考。
关键词:立式轴流泵;转动;推力瓦烧毁
一、中小型立式轴流泵运行异常及处理方法(一)中小型立式轴流泵运行过程中存在振动、噪音
中小型立式轴流泵在运行的过程中,难免会产生异响及振动,只要噪声大小与音色处于正常范畴,且振动较为平和,则可以凭借主观经验大致判断其没有出现故障,但如果振动幅度大、频率高且伴有不同寻常的异响,这时就要引起注意,及时组织专人查明原因。
泵轴、传动轴不在同一轴心上,在设备运行过程中容易出现转动体摆动幅度大的现象,从而产生较大噪音。需要关闭设备后迅速检查两个轴承间的是否同心、垂直度、摆度是否满足要求,将数值控制在允许范围内。泵壳与叶片间的直接碰撞摩擦是运行过程中的一种常见故障,修理时可先试试是否能直接调整外壳,使两者之间的间隙保持均匀,如果不能调整,需要考虑到是橡胶轴磨损导致的泵轴弯曲,若真是此成因,及时更换泵轴即可。泵机中每个叶片的角度若不统一,在转动时容易因流场差异,这时需要调整叶片的安装角度,并用平衡试验进行测试,获得可靠数据,以保障设备的正常运转。若设备出现汽蚀,也会破坏叶轮流场的平衡,在运转时发出刺耳的声音,一般来说轴流泵受汽蚀影响较小,但是在一些“艰苦”的条件下,像是水池水位低等,水泵叶轮进口压力相对较低,所以比一般环境更容易产生汽蚀,为了从根源消除此类问题的出现,维修人员应该改善水泵的进水条件,保障池内水流处于平衡状态,没有旋涡。在干旱季节,进水池内的水体长期处于低位,容易产生旋涡,所以需要对引水河道进行疏通、清理,时刻保持进水通畅以保障水流稳定。除此之外,推力轴承出现异常后也容易产生噪音,若轴承的振动较大,则需要耐心检查,看还有没有足够的润滑油,对润滑油高度面进行控制。(二)中小型立式轴流泵运行过程中出水量变少若电动机转速下降,则立式轴流泵的工作效率降低,出水量自然变小,这时就需要对转速下降的原因进行具体分析;若电动机工作状态正常,则要观察叶片中是否有断裂、磨损、安装角度不合理等问题,能修复的修复,不能修复的要及时更换,操作完成后需检查螺母是否紧固。除此之外,还需对出水管路内的洁净度进行检测,如果存在阻塞等问题要及时处理。(三)中小型立式轴流泵启动后抽不出水
循环水泵汽蚀原因分析及防止措施
循环水泵汽蚀原因分析及防止措施
摘要:近几年,我国科技发展的十分迅速,循环水泵被广泛应用。循环水泵为
单级双吸离心泵。分析汽蚀的产生过程及危害,提出循环水泵汽蚀问题的防治措施,降低汽蚀发生的机率,提高循环水泵运行效率。
关键词:循环水泵;汽蚀原因;防止措施
引言
中电防城港电厂循环水装置循环水泵为单级双吸离心泵,型号为SLOW100-260b,设计参数:流量214m3/h,扬程50m,出口压力0.4MPa,可用汽蚀余量
5.5mm,转速2950r/min,水位高3m。此泵是厂内循环水输送的关键设备,自投
用以来,多次发生由于泵强烈振动而造成的停车事故,经解体检查,排除轴承、
对中等检修质量因素,发现造成振动停车的主要原因是汽蚀。
1循环水泵汽蚀的概念
在循环水泵工作时,如某一部位压力降低到与水温相应的汽化压力时,水就
会在该处发生汽化。汽化形成的气泡从低压区流向高压区,并在高压作用下破灭,高压水以极高的速度流向气泡原先占据的空间,产生巨大的冲击力。水泵内反复
地出现液体汽化和凝聚过程而引起金属表面受到破坏的现象即为水泵汽蚀。
水泵汽蚀是由水的汽化引起的。水的汽化与温度、压力相关。在一定压力下,当温度升高到一定数值时,水开始汽化;在一定温度下,当压力降低到一定数值时,水同样会汽化。
2汽蚀的产生
离心泵在运行过程中,由于叶轮高速旋转产生离心力,使泵的入口处压力降低,当吸入口处压力小于被输送液体的饱和蒸汽压时,液体将会汽化产生气泡,
这些气泡随液体一起进入叶轮流道中,由于旋转的叶轮对液体做功,使液体能量
逐渐增加,液体的压力又逐渐升高,液体中的气泡受压破裂,气泡四周的液体质
水泵汽蚀的原因与防护措施
水泵汽蚀的原因与防护措施
作者:危丁
来源:《农村经济与科技》2017年第09期
[摘要]泵是一种能量转换机械,通过机械运动,把外加的能量传给泵内抽送的液体,增加液体的能量,以达到输送或者提升液体的目的。随着我国水利工程逐年投资和完善,水泵在水利工程中越来越多的得到利用,无论是城市排涝还是农业灌溉都可以利用水泵来解决问题。然而,工程设备在安装、使用过程中需要熟悉设备性能和做好运行维护和保养,才能正常发挥水泵的功能,并能延长设备的使用寿命。
[关键词]水泵;汽蚀;原因;防护措施
[中图分类号]TH3 [文献标识码]B
汽蚀又称空化,是指水泵在运行过程中,由于某些原因使水泵流道内局部的压力降到水的饱和蒸汽压力(临界压力),水汽化后产生汽泡,这些汽泡在水流推进下往前运动,到达流道内高压区后受到周围液体的挤压而溃灭,并产生对水泵过流部件表面的破坏。即水泵内汽泡的产生、流动、分裂、溃灭的过程总称。
1 产生的原因
水泵运行过程中,汽蚀是水泵产生损坏的主要原因之一。当水泵产生汽蚀时,运行状态会不稳定,水泵产生噪音,而且还伴着剧烈的振动,汽泡溃灭时,水流因惯性高速冲向汽泡中心,产生强烈的水锤现象,冲击力大约有3.3×107~570×107Pa,冲击的频率达到2~3万次/秒,频繁产生这么大的冲击力作用于水泵的过流部件上,引起金属表面局部塑性变形与硬化变脆,产生疲劳现象,金属表面开始出现麻面,严重的部位则会出现裂缝和剥落。在承受长期的冲击状态下部件表面会出现蜂窝麻面,液体同时析出氧气对金属部件发生氧化作用,汽蚀严重时泵内液体会中断,并能引起整个机组振动和噪音增大,大量的气泡堵塞在叶轮室内,导致实际流量和扬程的下降,水泵效率也随之下降。汽蚀导致的磨损及蜂窝麻面需要及时修复或更换,否则会加剧汽蚀现象的产生,影响机组的正常运行。水泵产生的原因很多,例如:水泵安装高程偏高;在高海拔地区安装水泵机组;抽送的液温偏高;水泵运行时的实际流量与设计流量相差过大;水泵进水口处的水流带有涡流,底层的水流紊乱等。在实际运行中产生汽蚀的常见原因主要有以下几个方面。
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泵站工程—水泵的超常运行(超高扬程\超功率\加大流量)
一、水泵超高扬程运行
二、水泵的超功率运行
三、加大水泵流量运行
四、轴流泵叶轮淹深不足及改善叶轮进口流态
五、水泵机组振动及其减振措施
六、水泵机组遭浸泡后的及时修复
一、水泵超高扬程运行
平原湖区轴流泵站通常在外洪、内涝的情况下运行,尽管在设计时一些泵站对在某些不利工况下运行进行过校核,但由于受水环境变化的影响,沿江和湖泊的河床逐年淤高,泵站内、外水位变幅较大,特别是特大洪水期间外江水位居高不下,泵站的扬程超出其设计使用范围,泵站被迫停机,甚至损坏。
解决上述问题,可根据各泵站实际情况,分别采取措施。
1.调节叶片安装角
目前,国产轴流泵口径在300mm以上的,叶片角度可以调节。调节叶片安装角在一定程度上扩大了泵的使用范围,当泵站扬程增高时,可减小叶片安装角,适当减小出水量,以满足水泵在高扬程情况下正常运行的要求。
目前国内数量较大、分布较广,口径在1m以下的中小型轴流泵站(一般由乡镇管理),由于技术力量薄弱,加上调角费时费力(半调)。因此,泵站自投入运转后,很少根据运行条件的变化对泵的正常运行范围进行复核和调节,结果造成能源浪费,泵站发挥不了正常效益。因此,建议加强技术指导,特别是对那些使用不当、扬程超过正常使用范围的泵站,应根据新的运行条件,仔细复核水泵工况,提出相应的技术措施。按照经济、有效的使用原则,一般只有当调角不能满足新的运行要求时,才考虑其它的技术改造方案。
2.换泵
如果将叶片角度调至最小仍不能满足高扬程的长期运行要求,则可考虑更换成高扬程的水泵,如比转数较低的轴流泵或导叶式混流泵等。
更换水泵通常是一种比较省事的办法,但对大中型水泵,要考虑机组配套和流道匹配等因素,因此工程投资较大,机组设备费用较高。另外,在同流量下由
于泵的扬程高,泵汽蚀及水力振动的可能性增大,特别是与进、出水流道之间的水力配合问题往往成为换泵的主要矛盾。因此,在原有泵站水工基础上采用换泵的办法来解决高扬程问题,不仅代价较高,而且技术上较复杂,因而一般只适用于中小型轴流泵站。另外,换泵时不仅要考虑在最高扬程时泵站能够安全运行,而且也应该尽可能使泵站能在多年运行中的平均效率较高,对于最高扬程与平均扬程相差甚大的泵站应该充分考虑这一点。
3.改换叶轮
改换叶轮与换泵优缺点大致相同。不过,改换叶轮仅涉及到泵内的某一部件,因而改造投资可大量节省,通常适用于大中型轴流泵站的修复与技术改造。
解决超高扬程问题,必须将泵的现有叶轮更换成比转数较低的轴流式叶轮(在功率不变的条件下,增大扬程,减小流量)。由于将叶轮的扬程提高,叶轮出口的速度或动量矩环量增大,因而要求出口导叶的扩压、消旋功能更强。目前国内叶轮直径2.8m及以上的大型立式轴流泵,导叶固定在出口流道的钢筋混凝土中,因而在改叶轮时更换导叶相当困难。由轴流泵的工作原理可知,叶轮扬程提
减小,导叶的曲率θ增高后,导叶进口水流的绝对液流角(导叶进口安装角)α
3
大。如不换导叶,在同一流量下,水流必将在导叶进口的背面形成旋涡区,从而引起泵的效率降低,出口压力脉动,因此在更换改型叶轮时最好也更换导叶。对更换导叶有困难的,最好与有关研究单位合作,在现有装置条件下尽力寻求改善措施,最终改造方案应该通过模型试验来确定。
4.提高水泵转速
由相似定律得知,提高水泵转速,可增大泵的流量和扬程,但水泵的轴功率增加,动力机需要增容。对超高扬程的泵站,采用这种方法的关键在于增速方式及变速设备的选择。对小型排灌泵站,由于机组较小,变速容易实现(如调节内燃机进油量,改变皮带轮直径等)。对以交流电动机为动力的,可调节同步转速(分无级的变频调速和有级的变频调速),或调节转差率(适用于异步电动机,分调节电机定子电压、改变串入绕线式电机转子电路的附加电阻等)两种调节方式。前者属于节能型,后者属于耗能型。对大中型农用泵站,由于机组容量较大,调速设备较贵,因而使用受到一定限制。
但是,近几年来结合水泵增速及电动机改造需要,武汉水利电力大学泵及泵站教研室的有关专家主张在更换老化电机线圈的同时,实现增容和调速两项功能。即在进行老化电机改造时,通过减薄绝缘层厚度,加大绕组导线截面,在原电机结构不变的条件下,提高电机功率;同时,采用“丢极”的办法提高电机转速,以适应高扬程时泵站的运行需要。
水泵增速后带来的新问题,可能有汽蚀、机组结构强度、轴承寿命以及临界转速的校验等问题。水泵增速还可能使进水流道流态变化,使水泵进口处的流速和压力分布不均匀,从而加剧机组振动。采用这种改造方案,建议与有关研究单位和水泵、电机的生产厂家一道,根据泵站具体情况,商定具体改造方案。
二、水泵的超功率运行
在特大洪涝灾害发生时,特别需要泵站在超高扬程下尽可能地加大水泵流量。这时往往使水泵的轴功率大大超过额定轴功率,致使配套动力机超载损伤。解决水泵超功率问题的常用方法有减小叶片安装角、降低水泵转速、更换功率较大的动力机、电机增容改造等。
1.减小叶片安装角
当水泵在高扬程运行时,减小叶片安装角可以有效地降低水泵轴功率,避免机组超载;同样道理,当水泵在大流量工况运行且机组长时间过负荷时,也应将叶片角度调小,以保证机组的安全和正常运转。将叶片角度调小,带来的负面影响是泵的流量减小,因此它比较适用于出现高扬程大流量工况运行时间不长、叶片角度全调的大中型立式轴流泵站。对叶片为半调的中小型泵站,如果因扬程偏高,动力机功率不够用,为了节省改造费用,也可将叶片安装角长期固定在较小的位置。
2.降低动力机转速
通常只适用于变速容易实现的中小型机组。对大型机组,由于变速设备昂贵,一般很少采用。
3.更换功率较大的动力机
与降速类似,一般只适用于中小型机组,对大型电机,除非确需增容和更新(如老化和损坏严重,修复不如新买),否则,一般应尽可能不采用,以免造成不必要的花费。
4.电机增容改造
结合电机老化改造,采用新材料、新工艺,提高原电机的额定功率。以28CJ56型轴流泵配套的1600kW同步电机改造为例,若仅更换老化线圈,电机额定功率可提高到1800kW,功率提高幅度为12.5%。如同时更换电机的某些部件,如改造定子外壳及铁芯、转子大轴、磁轭、铸钢体、铁芯、推力头、镜板及导瓦等,电机额定功率可达2200kW左右,功率最大提高幅度为37.5%。从电机增容改造的实践来看,该法是成功的,因此它是目前解决水泵超载问题很有推广价值的重要技术措施之一。
5.其它技术措施
解决水泵短时间过载问题,还可采用一些既经济、又实用的临时措施,如泵站运行避开外江水位的高峰期,水泵运行时在叶轮进口放入少量的空气等。