离心泵大流量工况汽蚀现象分析及运行优化

合集下载

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

水泵的汽蚀现象及其防治措施汽蚀现象的产生:当离心泵的吸入高度过大、液体温度比较高时(或两种现象同时存在),致使入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸气压,则在该环境下液体就会在泵进口处沸腾汽化,从而形成无数小气泡。

这些小气泡随水流进高压区时,由于压差的作用,在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击现象,并以很高的冲击频率打击过流部件表面,冲击应力可达几百至几千个大气压。

气泡不断地形成与破裂,强大的水力冲击以高频率(600-25000Hz)反复作用在叶轮上,时间一长,就会使叶轮的叶片逐渐因疲劳而剥落。

对于金属泵,气泡中还夹杂有一些活泼气体(如氧气),对金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。

金属表面粗糙度被破坏后,更加加速了机械剥蚀。

另外,气泡形成与破裂的过程中,会使过流部件两端产生温度差异,其冷端与热端形成电偶而产生电位差,从而使金属表面发生电解作用,金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。

在机械剥蚀、化学腐蚀和电化学的共同作用下,金属表面很快出现蜂窝状的麻点,并逐渐形成空洞而损坏。

对于衬氟泵,由于氟塑料具有良好的耐腐蚀性、电绝缘性。

发生汽蚀时,将不会出现化学腐蚀和电化腐蚀,但因氟塑料的机械强度低于金属材料,汽蚀严重时,气泡产生的强大冲击力及高频率将损坏叶轮前盖板;对于壳体,汽蚀所产生的冲击会将壳体衬塑层呈现气孔状、鱼鳞状等破坏,严重时,将蚀穿壳体衬塑层。

发生汽蚀后对泵产生的影响:1.泵发生汽蚀后会引起噪音和振动。

泵发生汽蚀时,水流质点互相碰撞和挤压,会产生剧烈的振动,造成机组零部件的破坏,严重时水泵不能抽水,甚造成水泵装置和泵房结构的破坏。

由于气泡振动和破灭产生噪音,危害泵站中运行操作人员的健康。

2.引起泵工作参数的下降。

当泵汽蚀较严重时,泵叶轮内的大量气泡将阻塞叶轮流道,使泵内液体流动的连续性遭到破坏,泵的流量、扬程和效率等参数均会明显下降。

3.引起泵叶轮的破坏。

对于金属泵,汽蚀所产生的一系列反应会将叶轮材料呈现海绵状、沟槽状、鱼鳞状等破坏,严重时会出现叶片的蚀穿;对于衬氟泵,汽蚀现象所产生的的冲击力会损坏叶轮的前盖板。

离心泵的汽蚀现象分析及处理措施

离心泵的汽蚀现象分析及处理措施

20 0 7年 第 2 2卷 第 6 期
根据顾毓 珍等公 式 , 道 的摩 擦 因数( ) 管 入:

减 小流量 。通过 对 比 , 决定 采用第 5种方法 较为
0 0 56+ 0 5 0 Re .0 . 0  ̄ 驼
() 4
经济 实用 。 由于切 割定 律 的适 用 范 围最 大 为 2 % , 0 将
列 柏努 利方 程 :
Ps 一 ^

+ 丝 + 2
F g Z g
+ ∑ ^ r
() 1
yg
液体 的雷 诺数 n : ]
Re 一 — 7 d u

式中: —液 面 处 压力 , 常 为 大 气 压 , P— 通 即
P 一 1 0 3× 1 Pa .1 0 ;
( 3)
线 的阻力 损 失 、 体在 叶轮 人 口处 的速度 。 液 该泵 由于设计 原 因 , 际运行 时 的压力 远小 实
m/, h 额定 扬 程 为 2 轴 功率 为 9 w , 率 5m, 2k 效
为 7 。该 泵 在 运 行 中经 常 出 现 叶 轮 中有 异 4 响, 流量 不稳 定 的现象 。检 修 时发现 叶片 局部 呈
蜂 窝状 , 可判 断运 行 时出现 了汽 蚀 。
1 汽 蚀 原 因 分 析
于 额定 工况 点的 压力 , 从而 导致 实际运 行 时的流
量 远 大 于 额 定 流 量 。 运 行 时 出 口 压 力 为
0 0 a 流量 为 16 0m。 h . 4MP , 0 / 。可 以初 步判 断 : 该泵 长期 处 于大流 量工 况下 运行 , 引起汽 蚀 的 是
进 口管线长 l d=0 4 Om, . 5mm, 1 标 有 个

离心泵的汽蚀现象及其防范措施

离心泵的汽蚀现象及其防范措施

离心泵的汽蚀现象及其防范措施离心泵的用途十分广泛,如化工、采矿、火力发电,建筑消防、给排水等。

水泵的汽蚀、磨蚀及其联合作用的破坏一直是水泵运行、维护及管理工作中的一个重要问题。

泵在运行过程中,由于设计不合理、吸入口压力过低或输送液体温度过高等原因,会发生气蚀。

汽蚀对水泵危害很大,使离心泵不能正常工作,甚至停运。

一、汽蚀现象由于水的物理特性,我们知道,水和汽可以互相转化,转化的条件即温度与压力。

一个大气压下的水,当温度上升到100℃时就开始汽化。

但在高原地区,水在不到1O0℃就开始汽化。

如水温一定,降低水的压力,当压力下降到某一数值时,水就开始汽化并产生汽泡,此时的压力就称作该对应水温下的汽化压力。

汽化发生后,就有大量的蒸汽及溶解在水中的气体逸出,形成许多蒸汽与流体混合的小汽泡。

当汽泡随水从低压区流向高压区时,在高压作用下,迅速凝结而破裂。

在破裂瞬间,产生局部空穴,高压水以极高的速度流向原汽泡占有空间,形成一个冲击力。

由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结,在冲击力作用下又形成小汽泡再被高压水压缩凝结,如此多次反复,在流道表面极微小的面积上,冲击力形成的压力可高达几百甚至上千兆帕,冲击频率可达每秒几百万次。

材料表面在水击压力的作用下,形成疲劳而遭严重破坏,从开始的点蚀到严重的海绵状空洞,甚至蚀穿材料壁面。

另外,产生的汽炮中还夹杂着某种活性气体如氧气,它们借助气泡凝结时放出的热量可使局部温度升至200—300℃,对金属起化学腐蚀作用。

我们把这种汽化产生汽泡,汽泡进入高压区破裂以致材料受到破坏的全部过程称为汽蚀现象。

关于汽泡形成机理的研究发现,如果液体与固体的接触面上的缝隙中存在微波的气核,在汽化发生时,缝隙中的这些微笑气核首先迅速成长成为肉眼可见的气泡(或称空泡),而汽核的存在对汽化产生的压力具有明显的影响,在无气核条件下,汽化发生于热力学平衡态所对应的饱和蒸汽压力;气核越大对应的汽化压力也比热力学饱和蒸汽压力高出越多。

泵汽蚀的现象及处理

泵汽蚀的现象及处理

泵汽蚀的现象及处理
一、泵汽蚀的现象
泵汽蚀是指泵在工作过程中,液体在叶轮进口处因一定条件下被汽化后形成的蒸气与液体一起进入泵内,导致泵的性能下降的现象。

以下是泵汽蚀的主要表现:
1. 泵内产生噪音:由于汽蚀产生气泡在泵内破裂,会产生明显的噪声。

2. 泵的流量降低:由于汽蚀导致泵的性能下降,流体的吸入和排出受到限制,流量减小。

3. 泵的扬程下降:汽蚀导致泵内的能量损失增加,扬程降低。

4. 泵内部产生气穴:在叶轮的低压区域,液体汽化形成气泡,这些气泡随着液体进入高压区域时迅速破裂,形成气穴。

5. 泵的效率降低:由于汽蚀的存在,泵的效率会显著降低。

二、泵汽蚀的处理
针对泵汽蚀现象,以下是一些可行的处理措施:
1. 更换抗汽蚀性能更强的材料:选择高强度、耐腐蚀的材料制造叶轮和泵壳,提高泵的抗汽蚀性能。

2. 优化泵的入口压力:通过调整系统的压力或安装低压缓冲罐来降低泵入口的压力,从而减少汽蚀的可能性。

3. 调整泵的运行工况:通过改变泵的运行工况,如降低流量或扬程,可以改善泵的工作条件,减轻汽蚀的影响。

4. 定期进行维护和保养:定期检查泵的各部件状况,发现损伤及时
修复或更换,保持泵的良好运行状态。

同时,对泵进行定期保养,如清洗、润滑等,可以提高泵的使用寿命和性能。

通过采取上述措施,可以有效处理和预防泵汽蚀现象,保障泵的正常运行和延长使用寿命。

气蚀现象——精选推荐

气蚀现象——精选推荐

水泵的气蚀现象及预防措施建环1201王超鹏201202040118一、汽蚀发生的原因离心泵在运转时,流体的压力从泵入口到叶轮入口而下降,在叶片附近,液体压力最低。

此后,由于叶轮对液体做功,压力很快上升。

当叶轮叶片入口附近压力小于等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体就汽化。

同时,还可能有溶解在液体内的气体溢出,它们形成许多汽泡。

当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力,则汽泡会凝结溃灭形成空穴。

瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击,使局部的压力骤然剧增(有的可达数百个大气压)。

这不仅阻碍流体的正常流动,更为严重的是,如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭,则液体就像无数小弹头一样,连续地打击金属表面,其撞击频率很高(有的可达2000~3000Hz),金属表面会因冲击疲劳而剥裂。

若汽泡内夹杂某些活性气体(如氧气等),他们借助汽泡凝结时放出的能量(局部温度可达200~300℃),还会形成热电偶并产生电解,对金属起电化学腐蚀作用,更加速了金属剥蚀的破坏速度。

上述这种液体汽化、凝结、冲击,形成高压、高温、高频率的冲击载荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。

二、泵产生汽蚀的原因1、水池液位过低,有气体被吸入2、流速和吸入管路上的阻力太大;3、泵的安装高度过高;4、被输送的介质温度过高;5、吸入管道、压兰(指不带液封的)密封不好,有空气进入。

三、汽蚀的后果汽蚀是水力机械的特有现象,它会带来很多严重的后果。

① 汽蚀使泵的性能下降汽蚀使叶轮和流体之间的能量转换遭到严重的干扰,使泵的性能下降,严重时会使液流中断无法工作。

②汽蚀使泵产生噪音和振动气泡溃灭时,液体互相撞击并撞击壁面,会产生各种频率的噪音。

严重时可以听到泵内有“噼啪”的爆炸声,同时引起机组的振动。

而机组的振动又进一步足使更多的汽泡产生和溃灭,如此互相激励,导致强烈的汽蚀共振,致使机组不得不停机,否则会遭到破坏。

离心泵的汽蚀现象及消除案例分析

离心泵的汽蚀现象及消除案例分析

离心泵的汽蚀现象及消除【案例描述】离心泵运转时,液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降,在叶片入口附近的液体压力达到最低,此后由于叶轮对液体作功,液体压力很快上升。

当叶轮叶片入口附近的最低压力小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体就汽化。

同时,使原来溶解在液体内的气体也逸出,它们形成气泡。

当气泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力高于气泡内的汽化压力,则气泡又重新凝结溃灭形成空穴,瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击,使局部的压力骤然增加。

这样,不仅阻碍液体正常流动,尤为严重的是,如果这些气泡在叶轮壁面附近溃灭,则液体就像无数个小弹头一样,连续地打击金属表面。

其撞击频率很高,于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。

如若气泡内夹杂某种活性气体(如氧气等),它们借助气泡凝结时放出的热量(局部温度可达200~300℃),还会形成热电偶,产生电解,形成电化学腐蚀作用,更加速了金属剥蚀的破坏速度。

象这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为离心泵的汽蚀现象。

汽蚀发生时,由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用,致使材料受到破坏,还会出现噪声和振动。

汽蚀发展严重时,大量气泡的存在会堵塞流道的截面,减少流体从叶轮获得的能量,导致泵中液体中断,不能正常工作。

【案例分析】一、离心泵汽蚀的原因液体的汽化程度与压力的大小、温度高低有关。

当液体内部压力下降,低于液体在该温度下的饱和蒸汽压时,便产生汽蚀故障。

凡影响液体压力和饱和蒸汽压力的因素都会影响汽蚀的发生,通常的因素有:1.泵进口的结构参数:包括叶轮吸入口的形状、叶片入口边宽度及叶片进口边的位置和前盖板形状等。

2.泵的操作条件:它包括泵的流量、扬程及转速等。

3.泵的安装位置:它包括泵的吸入管路水力损失及安装高度。

4.环境因素:它包括泵安装地点的大气压力以及输送液体的温度等。

二、离心泵汽蚀的诊断方法判断离心泵是否发生汽蚀,可以采用观察法、泵体外噪声法、振动法、超声波法等。

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案一、引言汽蚀是指在液体流动中,由于液体流速过大或压力降过大,使液体中的气体被抽出并形成气泡,然后在高压区域瞬间崩溃,产生冲击力,对设备和管道造成损害的现象。

本文将详细介绍汽蚀的原因、表现以及解决方案。

二、汽蚀的原因1. 过高的流速:当液体流速过高时,流体中的压力降低,会导致液体中的气体被抽出形成气泡,进而引发汽蚀现象。

2. 压力降低:当管道中存在突然收缩、弯曲或阀门开度过大等情况时,会造成压力降低,增加汽蚀的风险。

3. 气体溶解度:液体中溶解的气体在压力降低时会析出,形成气泡,加剧汽蚀的程度。

4. 液体温度:液体温度升高会降低液体的气体溶解度,增加汽蚀的可能性。

5. 液体粘度:液体粘度过大会增加液体流动的阻力,使流速增大,从而增加汽蚀的风险。

三、汽蚀的表现1. 声音异常:汽蚀时,会发出噪音,类似于沸腾的声音。

2. 气泡现象:在液体中可以观察到大量气泡的产生和崩溃。

3. 设备磨损:汽蚀会引起设备表面的磨损,甚至导致设备的损坏。

4. 流量减小:由于汽蚀现象的存在,液体流动受阻,导致流量减小。

四、解决方案1. 降低流速:通过增加管道直径、减小流速等方式,降低液体的流速,减少汽蚀的风险。

2. 改善管道设计:合理设计管道,避免突然收缩、弯曲等情况,减少压力降低的可能性。

3. 优化阀门控制:减小阀门开度,避免过大的压力降低,降低汽蚀的风险。

4. 控制液体温度:根据液体的特性,控制液体的温度,避免液体温度过高导致汽蚀。

5. 使用抗汽蚀材料:选择抗汽蚀性能好的材料,如不锈钢、耐蚀合金等,减少设备的损坏。

6. 增加液体的气体溶解度:通过增加液体中的气体溶解度,可以减少气泡的形成,降低汽蚀的风险。

五、结论汽蚀是液体流动中常见的问题,如果不及时解决,会对设备和管道造成严重损害。

通过降低流速、改善管道设计、优化阀门控制、控制液体温度、使用抗汽蚀材料以及增加液体的气体溶解度等措施,可以有效地解决汽蚀问题,保证设备和管道的正常运行。

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案1. 汽蚀现象简介汽蚀是指在液体流动过程中,由于流动速度过大或者压力降低,造成液体中的气体被剥离出来形成气泡,随后气泡在高压区域蓦地崩溃产生冲击波,对流体系统内部构件造成破坏的现象。

汽蚀不仅会导致设备的性能下降,还可能引起严重的安全事故。

2. 汽蚀的原因2.1 流速过大:当流体速度超过一定临界值时,会引起局部压力降低,从而导致汽蚀现象的发生。

2.2 过高的温度:流体温度过高会降低液体的饱和压力,增加汽蚀的风险。

2.3 高海拔条件:在高海拔地区,由于大气压力较低,流体的饱和压力也会降低,增加了汽蚀的可能性。

2.4 流体中的气体含量:流体中的气体含量过高,会增加气泡形成的可能性,从而加剧汽蚀现象。

3. 汽蚀的危害3.1 设备性能下降:汽蚀会导致设备的流量、压力等性能指标下降,影响设备的正常运行。

3.2 设备损坏:汽蚀会对设备内部构件造成冲击和磨损,甚至导致设备的破裂和故障,增加维修和更换的成本。

3.3 安全事故:严重的汽蚀现象可能导致设备爆炸、泄漏等安全事故,对人员和环境造成严重威胁。

4. 汽蚀的解决方案4.1 优化设计:在设备的设计过程中,合理选择材料、减小流速、增加管道直径等措施,以降低汽蚀的风险。

4.2 增加进口压力:通过增加进口压力,可以提高流体的饱和压力,减少汽蚀的可能性。

4.3 提高液体温度:在一定范围内,提高液体温度可以增加液体的饱和压力,降低汽蚀的风险。

4.4 减少气体含量:通过适当的处理和净化,减少流体中的气体含量,可以降低气泡形成的可能性,减轻汽蚀现象。

4.5 定期维护:定期对设备进行检查和维护,清洗管道、更换磨损件等,可以有效预防和减轻汽蚀的发生。

总结:汽蚀是一种液体流动过程中的破坏性现象,对设备性能和安全造成严重影响。

为了解决汽蚀问题,我们可以通过优化设计、增加进口压力、提高液体温度、减少气体含量和定期维护等措施来降低汽蚀的风险。

通过合理的预防和处理措施,可以保证设备的正常运行和安全性。

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案引言:汽蚀现象是指在液体中存在高速流动时,液体中的气体被剥离并形成气泡,随后气泡在高压区域瞬间坍塌,产生冲击波,导致金属表面受损或设备性能下降。

本文将详细介绍汽蚀现象的原因、表现及解决方案。

一、汽蚀现象的原因:1. 流体速度过高:当流体速度超过一定临界值时,会产生汽蚀现象。

流体速度过高会导致气体从液体中剥离,形成气泡。

2. 压力差过大:流体在经过装置时,压力差过大会造成液体剧烈挥发,形成气泡。

3. 流体温度过高:高温会导致液体中的气体溶解度降低,气体容易剥离形成气泡。

4. 流体中含有气体:流体中本身含有气体,或者在流体中溶解了气体,都会增加汽蚀的风险。

二、汽蚀现象的表现:1. 金属表面腐蚀:汽蚀现象会使金属表面出现腐蚀、磨损等现象,进而影响设备的正常运行。

2. 设备性能下降:汽蚀会导致设备的性能下降,例如泵的流量、扬程降低,压力波动等。

3. 噪音和振动:汽蚀会引起设备的噪音和振动,给工作环境和设备本身带来不良影响。

三、汽蚀现象的解决方案:1. 优化设备设计:通过优化设备的结构和材料选择,减小液体流速和压力差,降低汽蚀的风险。

2. 控制流体温度:保持流体温度在适宜范围内,避免过高温度导致气体剥离。

3. 减少气体含量:通过去气装置、气体分离器等方式,减少流体中的气体含量,降低汽蚀风险。

4. 定期维护保养:定期检查设备,清洗管道和过滤器,保持设备的良好状态,降低汽蚀的可能性。

5. 安装减压阀:在设备中安装减压阀,控制压力差,避免流体挥发过快,减少汽蚀的风险。

结论:汽蚀现象是液体高速流动中常见的问题,它会导致设备的损坏和性能下降。

为了解决汽蚀问题,我们可以通过优化设备设计、控制流体温度、减少气体含量、定期维护保养和安装减压阀等方式来降低汽蚀风险。

这些解决方案将有助于提高设备的可靠性和性能,延长设备的使用寿命。

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案1. 汽蚀现象的定义和原因汽蚀是指在液体流动过程中,由于液体中的气体在流体中的运动速度蓦地增加而形成的气泡,随后气泡瞬间坍塌产生的冲击波,对流体所接触的表面造成破坏的现象。

汽蚀通常发生在高速液体流动的情况下,如泵、阀门、管道等设备。

汽蚀的主要原因有以下几点:- 流体速度过大:当流体速度超过一定阈值时,会引起局部压力降低,使液体中的气体析出形成气泡。

- 流体压力降低:当流体通过管道或者设备时,由于几何形状的变化或者液体流动的磨擦损失,会导致流体压力降低,从而引起汽蚀现象。

- 液体中的气体含量过高:液体中溶解的气体含量过高,容易在流动过程中析出气泡,从而引起汽蚀。

2. 汽蚀的危害和影响汽蚀对设备和系统的正常运行会产生严重的危害和影响,主要包括以下几个方面:- 设备磨损和损坏:汽蚀会导致设备表面产生冲击波,造成局部磨损和损坏,降低设备的使用寿命。

- 流体泄漏:汽蚀会导致设备密封不良,使流体发生泄漏,增加维护和修复的成本。

- 流体性能下降:汽蚀会使流体中的气体析出,导致流体性能下降,影响设备的正常运行和工艺效果。

- 安全隐患:汽蚀可能导致设备失效,引起事故,对人员和环境造成威胁。

3. 汽蚀的解决方案为了解决汽蚀问题,需要采取一系列的措施来减少或者消除汽蚀的发生。

3.1 设备和管道的设计优化- 设备的几何形状应合理选择,避免浮现急剧的减速或者加速,减少流体的压力降低。

- 管道应采用光滑的内壁,减小流体的磨擦阻力,降低流体速度。

- 在管道中设置适当的弯头和扩散器,减小流体速度的变化。

3.2 流体的处理和控制- 控制流体的速度,避免超过临界速度,可以通过调整流量和阀门的开度来实现。

- 降低液体中的气体含量,可以通过适当的排气和除气装置来实现。

- 提高液体的温度,可以减少液体中的气体溶解度,降低气泡形成的可能性。

3.3 使用抗汽蚀材料和涂层- 选择抗汽蚀性能良好的材料,如不锈钢、耐蚀合金等,可以提高设备的抗汽蚀能力。

离心水泵汽蚀的分析及改善措施

离心水泵汽蚀的分析及改善措施
N P S H a =P c /P g +h g h c — — P s / P g
式中 V _ 0 一 叶 片 进 口前 的 绝对 速 度 w O 一 叶片进 口前的相对速度 ^一 叶片进 口压降系数 3 . 3防止发生汽蚀的措施 改善泵 的吸人性能 ,提高泵抗汽蚀性 能的措施 ,可 以从提高装 置汽蚀余量 N P S H a , 降低泵汽蚀余量 N P S H r 及其它的措施着手研究 。 ( 1 )提高装置汽蚀 余量 的措施 ①减 小进水管路阻力损失 。吸入管路内的液体流速不能选取太 高。一般情况下 ,阻力损失与流体速度 的平方成 正比,所 以在允许 增大管道 直径的情况下 ,尽量降低吸人管路内液体的流速 。降低阻 力损失的另 一种措施是尽量去掉不必要 的局部 阻力装置 ,如阀 门、 弯头和 附件等。 ②减 小泵 的安装高度 h g ( 或增加几何倒灌高度) 。 ③提 高泵 的人 口压力 。例如装置诱导轮,诱导轮装 设在首级叶 轮前,它类似于轴流泵的叶轮 ,液体通过诱导轮 后压力升高 。增压 后的液体流 人泵首级叶轮 ,由于装置汽 蚀余量的提高 ,叶轮一般不 太会发生汽蚀 。诱导轮本身应该有较大的通流面积 ,较少的叶片数 ( 一般取 2 ~3片) 和较小的轮毂直径, 这样诱导轮本身就有较好 的抗 汽蚀性能。 ( 2 )降低泵汽蚀余量的措施 ①首级叶轮采 用双 吸式;采用双吸式叶轮在这里并不是 为了增 加流量,而是使 叶轮 人口的液体流速降低一半 所以采用双吸 式能 够降低泵汽蚀余量 。 ②降低叶轮人 口部分液体 的流速 ;叶轮人 口部分液体流 速如能 降低 ,则泵汽蚀余量亦能下降从而提高泵的抗汽蚀性能。其方法有 二 :一是增大叶轮人 口直径;二是增大 叶轮 叶片进 口的宽度 。 ③选择适当的叶片数和冲角 叶片数不能太多否则容易在叶轮 的叶片进 口处造 成阻塞 ,使流速增加,压力 降低 ,泵汽蚀余量增大。 选择恰当的正冲角,泵 的效率基本不受影响 ,而且有利于提高泵抗 汽蚀性能 。 ④叶片在叶轮人 口处延伸布置 ;适 当增大 叶轮前盖板处液流转 弯半径 ;防止长时间在大流量 下运行 ;前盖板板转弯半径处,液流 由于质性的缘故容易造成脱流 。而增大 前盖板 的转弯半径 ,能减小 脱流 ,降低局部阻力损失 。对泵抗汽蚀是有利 的。 ( 3 )提高抗汽蚀的其它措施 由于受到使用 、安装条件 的限制 ,有些泵较容 易产生气泡,造 成汽蚀 。因此,采用抗汽蚀性能好 的材料作叶轮或过流部件 ,可大 大提高泵的使用寿命。 ( 4 )在运行过程 中防止泵汽蚀的措施 泵发生汽蚀时 ,应把流量调小或降速运 行;泵 在 日常运 行中应 时时关注运行参数 , 定期检修水泵,及时清除吸水 口侧流道德污垢 , 提高水泵检修质量 ,恢复其通 流能力 。 4 结 论 随着 工业和科 技的不 断发展水泵 成为给排 水工程 中关键 的设 备 ,汽蚀的发生 直接影 响其使用寿命 。避免水泵发生汽蚀 除了在设 计、安装和运行 中采取 以上措施外 ,还应该加强 日常的管理,定期 检修,需要我们在生产实践中、工作和学 习过程 中不断的摸索和探

离心泵的汽蚀现象及其防范措施

离心泵的汽蚀现象及其防范措施

离心泵的汽蚀现象及其防范措施离心泵被广泛应用于石化、冶金、水利、电力及核电等工业领域,在各种生产装置中对液体介质进行动力输送,其性能可靠性对于装置的正常运行有着非常重要的作用。

汽蚀是离心泵运行中的一个重要现象,是影响离心泵运行可靠性和使用寿命最常见的问题,同时也是影响其向大流量、高转速方向发展的一个巨大的障碍,因此汽蚀成为目前泵类研究中的一个重要课题。

1.汽蚀的产生原理汽蚀是一种液体动力学现象,发生的根本原因在于液体在流动过程中出现了局部压力降,形成了低压区。

根据物理学知识可以知道,对于某种液相介质,在一定温度下对应着一定的饱和蒸汽压Pv,当介质的压力小于Pv时就会发生汽化。

离心泵运转时,介质进入泵吸入口后,在叶轮没有对介质做功前,压力是逐渐降低的,当压力降低到该处相应温度下的饱和蒸汽压时,介质就会沸腾汽化,使原来流动的介质出现大量的气泡,气泡中包含着输送介质的蒸汽以及原来溶解在介质中而逸出的空气。

当气泡随同液流从低压区流向高压区时,由于转动的叶轮对介质做功,介质压力迅速上升,当压力大于该处相应温度下的饱和蒸汽压Pv时,气泡又会重新凝结成为液相,瞬间形成大量的空穴,而周围的液相介质以高速冲向空穴相互撞击,使得空穴处的局部压力陡增。

这种液击是一种高强度、高频率的冲击,其压力可达数百个大气压以上,水击频率高达25000次/秒,材料壁面上因受到如此高频率、高压力的重复载荷作用而逐渐产生疲劳破坏。

在某些工况下,泵送介质中可能溶解有活性气体(如氧气等),借助于介质由气相凝结成液相时会释放大量的热量,对金属产生电化学腐蚀,加速腐蚀破坏的速度,致使金属表面出现麻点、穿孔甚至断裂。

这种在泵内出现的液相介质汽化、凝结、冲击,以致金属材料腐蚀破坏的现象总称离心泵的汽蚀。

2.汽蚀的危害汽蚀会影响离心泵的正常运行,引发许多严重后果。

2.1汽蚀会使离心泵的性能下降离心泵是通过叶轮的旋转将能量传递给介质,转化为介质的压力能,但汽蚀会对叶轮和液体之间的能量传递造成严重干扰。

离心泵汽蚀原因及防范措施

离心泵汽蚀原因及防范措施

离心泵汽蚀原因及防范措施摘要:通过对离心泵汽蚀原因进行分析,提出改善离心泵汽蚀性能的几个方案。

经过比较并结合现场实际,在不影响正常生产的前提下,提出解决离心泵的汽蚀问题的措施。

关键词:离心泵;汽蚀;防范措施离心泵一般具有大流量、低扬程,运转可靠和维护方便等优点,在工业生产中广泛应用。

据统计,在石油、化工装置中离心泵的使用量占泵总量的70%~80%。

离心泵在长时间的运转会出现危害严重的汽蚀现象,造成泵的性能下降,严重时影响泵的效率、寿命,甚至造成离心泵部件损坏停车。

某化工装置于2012年对装置进行了技术改造。

随着生产能力的扩大,工艺参数发生很大变化,大部分机泵进行了更新。

由于设计、选型、操作条件变化等原因,在改造后开车过程当中,多台机泵发生了严重的汽蚀现象。

这其中又以热水泵最为严重,热水泵采用单级单吸悬臂式离心泵,型号ISR125-100-200T,热水泵主要性能参数(见表一)。

3台热水泵在运行3个月时间先后出现异常,泵不仅振动剧烈、噪音大,而且泵效率明显下降,无法达到工艺要求的流量和压力,严重影响装置的正常生产。

热水罐热水通过热水泵供应给四套换热器(换热面积F=1116㎡*4)加热使用,正常两开一备。

热水系统采用装置蒸汽梯级套用回汽,随着生产负荷的波动,生产负荷低时,大量梯级套用蒸汽回到热水罐,可能造成热水罐温度超过80℃。

运行过程中A、C泵先后出现流量Q、扬程H、效率η等急剧下降的现象,造成轴承失效等故障,主要故障统计见(表二)。

经解体A、C泵先后都发现叶轮表面呈蜂窝状,孔洞分布于叶轮表面且冲刷磨损严重。

打磨叶轮表面发现孔洞处,不是铸造缺陷所致,初步判断A、C泵故障主要由汽蚀造成。

在B泵发生故障后,通过解体后发现叶轮未发生腐蚀。

用百分表复测联轴器径向误差在0.3mm 左右,对中误差超过泵安装标准。

故也引起泵的振动超标、电流表指针大幅摆动等现象,判断B泵故障不是汽蚀造成,而是由于安装引起的。

主要故障统计表表二1.离心泵的汽蚀主要原因:由于叶轮叶片入口附近液体压力小于或等于液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体便开始汽化,同时还可能有溶解在液体内的气体逸出,形成大量气泡,气泡随液体进入高压力区时又瞬时凝结溃灭;气泡周围的液体迅速填充空穴,形成了强大的局部高频高压水击,产生振动和噪音。

汽蚀现象与解决方案

汽蚀现象与解决方案

汽蚀现象与解决方案一、引言汽蚀现象是指在液体流动过程中,由于流速过大或压力降过大,导致液体中的气体被剥离出来形成气泡,并在气泡破裂时产生高温、高压和高速的冲击波,从而对流体系统和设备造成损害。

本文将详细介绍汽蚀的原因、表现和解决方案。

二、汽蚀的原因1. 流速过大:当液体流速超过一定限度时,会产生剪切力,使液体中的气体被剥离形成气泡。

2. 压力降过大:当液体通过管道或装置时,由于管道内部存在阻力、弯头、收缩等,会导致压力降大,从而产生汽蚀现象。

3. 液体中气体含量高:液体中含有较多的气体,容易形成气泡并引发汽蚀。

4. 温度过高:高温会导致液体中的气体溶解度降低,容易形成气泡。

三、汽蚀的表现1. 噪声:汽蚀会产生噪声,噪声的强度与汽蚀程度有关。

2. 振动:汽蚀会引起设备振动,严重时可能导致设备损坏。

3. 流量减小:汽蚀会导致管道内部流动阻力增大,从而使流量减小。

4. 设备损坏:汽蚀会对设备内部零部件造成冲击和磨损,严重时可能导致设备失效。

四、汽蚀的解决方案1. 降低流速:通过调整管道直径、增加管道长度或安装节流装置等方式,降低液体的流速,从而减少汽蚀的发生。

2. 减小压力降:优化管道设计,减少管道内部的阻力,如增加管道直径、减少弯头数量等,从而减小压力降,降低汽蚀的风险。

3. 消除气体:通过安装排气装置或增加气体分离器等方式,及时排除液体中的气体,减少气泡形成,从而降低汽蚀的可能性。

4. 控制液体温度:保持液体温度在适宜范围内,避免过高温度导致液体中气体溶解度降低,减少气泡形成。

5. 使用抗汽蚀材料:在设计和选择设备时,考虑使用抗汽蚀材料,如不锈钢、铜合金等,以增加设备的抗汽蚀能力。

6. 定期维护检查:定期对设备进行维护和检查,及时发现和处理可能存在的汽蚀问题,以防止设备损坏。

五、结论汽蚀是液体流动过程中的一种常见问题,会对设备和系统造成严重损害。

为了解决汽蚀问题,我们需要从降低流速、减小压力降、消除气体、控制液体温度、使用抗汽蚀材料和定期维护检查等方面入手。

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案一、引言汽蚀是指在液体中存在高速流动时,由于流体压力降低,导致液体中的气体产生气泡并瞬间坍塌,造成金属表面的腐蚀和破坏的一种现象。

汽蚀不仅会降低设备的工作效率,还可能导致设备的损坏和事故的发生。

因此,了解汽蚀现象并采取相应的解决方案对于确保设备的正常运行至关重要。

二、汽蚀现象汽蚀现象主要表现为以下几个方面:1. 声音异常:当设备浮现汽蚀时,会发出异常的噪音,类似于金属的撞击声。

2. 液体振荡:汽蚀会导致液体的振荡,使得流体的压力和流速不稳定。

3. 温度升高:汽蚀会引起设备的温度升高,造成设备的过热现象。

4. 设备性能下降:汽蚀会导致设备的性能下降,例如泵的流量和扬程降低。

三、汽蚀的原因汽蚀的原因主要有以下几个方面:1. 流体速度过高:当流体速度过高时,流体的压力会降低,从而引起汽蚀现象。

2. 流体温度过高:高温会导致液体中的气体释放,形成气泡,从而引起汽蚀。

3. 液体中含有气体:液体中存在气体时,会增加汽蚀的可能性。

4. 设备设计不合理:设备的设计不合理,例如进口和出口管道的布置不当等,都可能导致汽蚀现象的发生。

四、汽蚀的解决方案针对汽蚀现象,可以采取以下解决方案:1. 降低流体速度:通过减小管道的直径或者增加管道的长度,可以降低流体的速度,从而减少汽蚀的发生。

2. 降低流体温度:通过增加冷却设备或者改进冷却系统,可以降低流体的温度,减少气体的释放,从而减轻汽蚀的程度。

3. 消除液体中的气体:可以通过增加排气装置或者改进液体处理系统,将液体中的气体排除,减少汽蚀的可能性。

4. 设备改进:对设备进行改进,例如优化进口和出口管道的布置,增加阀门和泵的稳定性等,可以有效地减少汽蚀现象的发生。

五、实施效果评估为了评估汽蚀解决方案的效果,可以采取以下措施:1. 监测设备的工作情况:通过监测设备的工作情况,包括流量、压力、温度等参数的变化,来评估汽蚀解决方案的效果。

2. 检查设备的磨损情况:定期检查设备的磨损情况,观察设备表面是否有腐蚀和破坏的迹象,以评估汽蚀解决方案的效果。

泵的汽蚀现象分析及防止汽蚀措施(新版)

泵的汽蚀现象分析及防止汽蚀措施(新版)

( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改泵的汽蚀现象分析及防止汽蚀措施(新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes泵的汽蚀现象分析及防止汽蚀措施(新版)一、汽蚀现象液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡。

把这种产生气泡的现象称为汽蚀。

汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以致破灭。

这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。

泵在运转中,若其过流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口稍后的某处)因为某种原因,抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡,当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。

在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。

水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外,还会产生噪声和振动,并导致泵的性能下降,严重时会使泵中液体中断,不能正常工作。

二、泵汽蚀基本关系式泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸入装置两方面决定的。

因此,研究汽蚀发生的条件,应从泵本身和吸入装置双方来考虑,泵汽蚀的基本关系式为NPSHc≤NPSHr≤[NPSH]≤NPSHaNPSHa=NPSHr(NPSHc)--泵开始汽蚀NPSHaNPSHa>NPSHr(NPSHc)--泵无汽蚀式中NPSHa--装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量,越大越不易汽蚀;NPSHr--泵汽蚀余量,又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降,越小抗汽蚀性能越好;NPSHc--临界汽蚀余量,是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量;[NPSH]--许用汽蚀余量,是确定泵使用条件用的汽蚀余量,通常取[NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc。

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案

汽蚀现象及解决方案一、引言汽蚀是指在液体流动中,由于流速过高或者压力过低而引起的液体中气体的析出和液体的蒸发,从而导致设备表面产生气泡和腐蚀现象。

汽蚀问题在许多工业领域都存在,如船舶、化工、石油和能源等行业。

本文将详细介绍汽蚀现象的原因、影响以及解决方案。

二、汽蚀现象的原因1. 流速过高:当液体流速过高时,液体味形成高速流动,从而降低了压力,使液体中的气体析出。

2. 压力过低:当设备的压力低于液体的饱和压力时,液体味发生蒸发,从而产生气泡。

3. 液体温度过高:高温会促使液体中的气体析出,增加汽蚀的风险。

4. 液体中气体含量高:液体中溶解的气体含量过高会增加气体析出的可能性。

5. 设备结构不合理:设备内部的流动结构不合理,如蓦地变窄或者弯曲,会导致液体流速蓦地增加,从而引起汽蚀。

三、汽蚀现象的影响1. 设备表面腐蚀:汽蚀会导致设备表面产生气泡温和液两相流动,从而引起设备表面的腐蚀。

2. 设备性能下降:汽蚀会增加设备的磨擦和损耗,降低设备的效率和性能。

3. 噪音和振动:汽蚀会引起噪音和振动,影响设备的正常运行。

4. 设备寿命缩短:汽蚀会加速设备的磨损和腐蚀,导致设备寿命缩短。

四、汽蚀的解决方案1. 控制流速:合理控制液体的流速,避免流速过高,可以通过增加管道直径或者减小流量来实现。

2. 提高设备压力:增加设备的压力可以避免液体的蒸发温和体的析出,可以通过增加泵的扬程或者增加系统的压力来实现。

3. 降低液体温度:降低液体的温度可以减少气体的析出,可以通过增加冷却设备或者降低液体的温度来实现。

4. 减少液体中气体含量:可以通过使用除气器或者提前将液体充分通气来减少液体中的气体含量。

5. 设备结构优化:合理设计设备的内部结构,避免蓦地变窄或者弯曲的情况,以减少液体流速的突变。

五、结论汽蚀是液体流动中常见的问题,会对设备的性能和寿命产生不利影响。

为了解决汽蚀问题,我们可以采取控制流速、提高设备压力、降低液体温度、减少液体中气体含量以及优化设备结构等解决方案。

离心泵汽蚀现象

离心泵汽蚀现象

离心泵汽蚀现象
离心泵汽蚀现象是指在离心泵运行过程中,因为液体中含有气体或蒸汽,液体在进入泵的高压区域时发生汽化,造成泵的流量减小、振动加剧、噪音增大、温度升高等现象,甚至会导致泵的损坏。

离心泵汽蚀现象的原因主要有以下两点:
1.液体中气体或蒸汽的含量过高,导致在泵入口形成气液两相混合状态,而高速旋转的叶轮会将气液两相混合物推到高压区域,压力下降,液
体中的气泡膨胀,进一步加剧汽蚀现象;
2.泵引入液体的进口通道设计不合理,搅拌力过小,液体中气体或蒸
汽无法被顺利排出,增加进口处的压力损失,促进了汽蚀的发生。

为避免离心泵汽蚀现象的发生,可以采取以下措施:
1.提高液体压力或温度,使气体或蒸汽重新溶解到液体中;
2.在泵的进口处设置气体分离器或过滤器,将液体中的气体或杂质分
离出来;
3.优化泵的进口通道设计,增加搅拌力,排出液体中的气体或蒸汽,
降低进口处的压力损失;
4.选择适当的泵型号和材料,确保其耐蚀性和抗腐蚀性,减少泵的磨
损和腐蚀。

以上措施可以有效避免离心泵汽蚀现象的发生,确保泵的正常运行和
使用寿命。

离心泵叶轮的汽蚀破坏及设计优化

离心泵叶轮的汽蚀破坏及设计优化

有机械力作用外 , 同时还伴有 电解 、 化学腐蚀等作用 , 而造成 从
过 流部 件 的 早期 破 坏 。 见 图 1 ( )
高度不够 , 或流量偏离设计流量过大时产生的汽蚀现象。其空泡
形 成和 溃 灭多发 生 在叶 片 的正 面和 背 而 以及 叶片 的根部 。
图 1 水 泵过 流 部 件 的早 期 破 坏
杨桂 杰
刘 华威
的 阻 断 , 泵 的 流 量 一 程 曲线 急 剧 下 降 , 成 水 泵 的效 率 随着 水 扬 造 降 低 ; 于 中 、 比转 速 的 离 心 泵 和 混 流 泵 ( >15 , 对 高 0 ) 由于 叶槽
较 宽 , 泡 占 据 叶 槽 断 面 的 某 一 部 分 . 此 出 现 流 量 一 程 曲线 气 因 扬
在 水 泵 中产 生气 泡 和 气 泡 破 裂使 过 流 部 件遭 受 到破 坏 的 过 程 就是 水 泵 的 汽蚀 过 程 。水 泵 发生 汽 蚀 后 使 金属 表 面 产 生麻 点 和 微 小 裂纹 并逐 渐扩 大 , 弱 了叶 片 的强 度 , 之 产 生 破 坏 , 削 继 从
而对 泵 的 安 全运 行 产 生 威 胁 。汽 蚀 除 了对 过 流 部 件 会 产 生破 坏 作 用 以外 , 会 产 生 噪声 和 振 动 , 导 致泵 的性 能 下 降 , 程 、 还 并 扬 效 率 降 低 , 重时 会 使 泵 中液 体 中 断 , 能正 常 工作 。 严 不
工 业 技 术
■ ● ● ■ 一 ■ ■ ■ 曩 蠢 一 ● ■ 蒜 ■ ■ 一 鞭 瓣 麓 一 瓣 溅 黧 瓣

— j j T …
I NDUS TRY CHN( L TE ) OGY 黧 鼗
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

离心泵大流量工况汽蚀现象分析及运行优化发表时间:2018-05-28T09:47:19.547Z 来源:《电力设备》2018年第1期作者:赵英淳毛伟峰刘攀[导读] 摘要:本文针对大型离心泵大流量工况下出现的汽蚀现象,基于离心泵汽蚀机理,分析了两个典型案例中离心泵发生汽蚀的原因,提出了采用改变离心泵的运行方式、改变泵出口管道阻力特性以及优化泵的再循环调阀的热工控制逻辑等三个方面的措施,解决了工程实际问题,为有效避免和预防大型离心泵大流量工况下汽蚀现象的发生,实现泵的安全稳定运行,提供参考。

(中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司西安 710032)摘要:本文针对大型离心泵大流量工况下出现的汽蚀现象,基于离心泵汽蚀机理,分析了两个典型案例中离心泵发生汽蚀的原因,提出了采用改变离心泵的运行方式、改变泵出口管道阻力特性以及优化泵的再循环调阀的热工控制逻辑等三个方面的措施,解决了工程实际问题,为有效避免和预防大型离心泵大流量工况下汽蚀现象的发生,实现泵的安全稳定运行,提供参考。

关键词:离心泵;汽蚀;运行方式及控制逻辑优化1. 概述大型发电厂的凝结水泵及锅炉给水泵均采用多级离心泵。

在电厂启动至带满负荷过程中,凝结水泵和给水泵流量变化范围大,机组通常设计两台甚至多台离心泵并联运行,以满足不同负荷、不同流量的运行要求。

当离心泵在大流量工况下运行时,易出现汽蚀现象,损害设备的同时,严重危害机组运行安全,导致机组停炉停机[1]~[3]。

本文在对离心泵大流量工况下汽蚀机理分析基础上,结合两个典型案例,提出了相应工况下的几点运行优化建议。

2. 离心式水泵大流量工况汽蚀机理分析离心水泵在运转过程中,当其通流部分液体的绝对压力下降到小于或等于当时温度下的汽化压力时,液体就会汽化,大量蒸汽及溶解在液体中的气体逸出,形成气泡。

当气泡随液体从低压区移动到高压区时,气泡在高压作用下迅速凝结而破裂,其所占有的空间就会形成具有高真空的空穴,附近的液体在高压差的作用下以极高的速度流向形成的空穴,形成冲击力。

由于气泡中的蒸汽和气体来不及在瞬间全部凝结和溶解,因此,在冲击力作用下又分成小气泡,如此反复。

当上述过程在叶轮或叶片等流通部件表面发生,将对金属材料产生机械剥蚀。

同时,气泡中逸出的氧气等活性气体也会对金属材料产生化学腐蚀。

汽蚀过程发生后将会严重影响设备运行状态,缩短泵的使用寿命,甚至由于附带产生的振动等问题引起设备或人身安全问题[4]。

离心泵内最易发生汽蚀的部位为其通流部分的压力最低点,位于叶片进口端偏后的某一界面k处。

当k点绝对压强pk小于或等于汽化压强pv时,即发生汽蚀。

根据汽蚀基本方程式:(1)式中:p1和c1分别为流体在泵入口界面处压强和速度;c0为流体在叶片进口边前的绝对速度;m为考虑流体在泵入口截面到临界截面间水力损失和液体绝对速度的不均匀性后引入的压降系数;ω0为流体在叶片进口处的相对速度;λ为流体绕流叶片端部所产生的压降系数。

引入有效汽蚀余量NPSHa和必需汽蚀余量NPSHr两个量。

NPSHa表示液体到达泵进口处的能量扣除汽化压头所富裕的能量:(2)当液体温度、吸入液面压强和泵的安装高度均保持不变情况下,由于吸入管路的流动损失与流量的平方成正比,所以NPSHa随液体流量变化为一条下降的抛物线。

NPSHr表示液体进入泵后压头下降程度:(3)由于c0和ω0均与流量的增大而增大,所以NPSHr随流量的变化程一条上升的曲线。

NPSHa的曲线和NPSHr的曲线相交于临界流量点Qk,当泵内流量大于Qk时,NPSHa<NPSHr,即有效汽蚀余量提供的富裕能量不足以克服泵体进口液体的压头降时,泵将发生汽蚀[5]。

由离心泵汽蚀机理可知,控制泵入口流量是避免汽蚀的关键,实际工程中可从改变泵的运行曲线或泵出口管路的阻力特性入手,改变泵的工作点,使离心泵工作在小于临界流量Qk的稳定区域,避免和预防汽蚀。

3. 案例分析3.1 机组锅炉跳闸后凝结水泵汽蚀案例分析及运行优化建议3.1.1 案例过程某300MW机组采用的是上海凯士比泵有限公司生产的型号为“NLT350-400x5”的凝结水泵,水泵额定参数:流量为907.3m3/h,扬程250m,转速1480rpm,NPSHr≤3.2m,轴功率756.4kW。

2015年12月20日,锅炉跳闸后的机组恢复过程中,出现了凝结水泵B出力不正常的现象,具体过程如下:15:45:18,机组在高负荷运行过程中锅炉跳闸,此时凝泵B稳定运行,电流83.2A,泵出口母管压力2.22MPa,凝结水流量859t/h,除氧器上水调阀开度74.3%,凝泵再循环开度11.5%且处于自动控制状态;15:49:27,由于给水流量迅速下降,除氧器上水调阀快速关至18.4%,凝泵B电流降至48.9A,泵出口母管压力升至2.84MPa,凝结水流量降至121t/h,凝泵再循环调阀超弛开至98.1%,该调阀切至手动控制;15:50:32,手动打开除氧器上水调门至81.0%,凝泵B电流81.1A,出口母管压力1.29MPa,凝结水流量855t/h,再循环调阀开度98.1%;15:51:22,除氧器上水调阀再度关小至4.1%,凝泵B电流74.9A,出口母管压力2.48MPa,凝结水流量677t/h,再循环调阀开度98.2%;该工况运行约7min,15:56:07,除氧器上水调阀再度关小至2.2%,凝泵B电流85.3A,出口母管压力2.17MPa,凝结水流量621t/h,再循环调阀开度98.6%;15:58:27,手动开启除氧器上水调阀至43.3%,凝泵B电流81.1A,出口母管压力1.22MPa,凝结水流量615t/h,再循环调阀开度98.5%;16:00:57,凝泵出口压力1.18MPa,泵出口母管压力低联锁启动凝泵A,16:01:02,凝泵A运行电流78.6A,凝泵B电流75.9A,此时除氧器上水调阀开度48.3%,再循环开度98.5%,凝泵出口母管压力2.08MPa,凝结水流量857t/h;16:08:02,排汽装置液位低信号发“1”;16:09:32,手动关小除氧器上水调门至16.1%,凝泵A运行电流70.3A,凝泵B电流69.7A,再循环开度98.7%,凝泵出口母管压力2.61MPa,凝结水流量762t/h;16:10:27,手动停凝泵A,此时除氧器上水调阀开度17.0%,再循环开度98.7%,凝泵B运行电流84.3A,凝泵出口母管压力1.99MPa,凝结水流量625t/h;此后,凝泵B出力迅速降低,泵运行电流逐渐下降、出口母管压力和流量逐渐下降,即便16:11:17,排汽装置液位低信号消失,,此时除氧器上水调阀开度16.9%,再循环开度98.7%,凝泵出口母管压力0.82MPa,凝结水流量397t/h,凝泵B电流55.2A,出力下降现象仍未改善;16:16:07,手动开启除氧器上水调阀至35.2%,凝泵B电流38.5A,出口母管压力0.46MPa,凝结水流量307t/h,再循环调阀开度98.5%;16:17:42,除氧器上水调阀开至86.2%,凝泵B电流35.4A,出口母管压力0.34MPa,凝结水流量301t/h,再循环调阀开度98.3%; 16:18:07,手动启动凝泵A,16:18:22,凝泵A运行电流68.3A,凝泵B电流38.5A,此时除氧器上水调阀开度86.1%,再循环开度89.5%,凝泵出口母管压力0.59MPa,凝结水流量624t/h;手动关小再循环调阀,凝泵出口母管压力迅速建立,16:20:47,凝泵A运行电流81.7A,凝泵B电流42.7A,此时除氧器上水调阀开度95.3%,再循环开度26.5%,凝泵出口母管压力1.29MPa,凝结水流量846t/h;之后,两次手动停凝泵A,均出现凝结水流量大幅下降,致再循环调阀超弛开,凝泵B出力迅速恶化的现象循环出现;16:31:42,维持凝泵A运行,停运凝泵B。

3.1.2 案例分析及运行优化建议对上述案例过程分析如下:①从锅炉跳闸开始,除氧器上水调阀快速关闭后,凝泵再循环调阀切为手动控制,超弛开至98%,且整个过程中,该调阀一直处于全开状态,由15:56:07工况可知,再循环流量约为621t/h;②首次恢复上水过程中,打开除氧器上水调阀后,由于凝泵出口管路阻力减小,管路阻力曲线趋于平滑,凝泵B工作点向大流量方向移动,泵的扬程随之下降,表现为出口压力下降,导致凝泵A联锁启动;③16:10:27,手动停凝泵A时,除氧器上水调阀维持17%开度,凝泵再循环全开,凝结水母管出口流量仍维持在725t/h,大流量下凝泵B的必需汽蚀余量NPSHr提高,此时排汽装置液位较低,不足以提供足够的汽蚀余量,凝泵B出力之后大幅下降,证明此时开始凝泵B已开始出现汽蚀现象,并影响其性能;④16:16:07,手动增加除氧器上水调阀开度,管道阻力大幅下降,加剧了凝泵B汽蚀程度,16:18:07,运行人员不得不手动启动凝泵A,维持上水;⑤凝泵A启动后,凝泵B长时间无法恢复正常运行状态,可见其流道内集聚了大量气体,为其设置的脱空气管路不足以排出这些气体;之后两次手动停凝泵A,均出现凝泵B工作性能迅速恶化,也验证了上述解释。

由上述分析可知,这是一个典型的凝泵大流量工况下出现汽蚀进而影响其工作性能的案例。

事故处理过程中,凝泵再循环阀超弛开后未能及时调整开度,减小凝泵出口流量,是导致这次凝泵汽蚀的关键原因。

根据上述分析,提出以下运行优化建议:①由于该机组采用循环流化床锅炉,锅炉跳闸后也会维持上水,机组跳闸或甩负荷后,凝结水流量会短暂快速减小,导致再循环调阀超弛开,在锅炉恢复启动过程中,凝结水流量逐渐增大,应注意手动调整再循环调阀开度,维持凝结水泵出口流量在合理水平;②优化凝泵再循环调阀逻辑,在超弛开条件消失后,恢复自动控制状态,设定值跟踪超弛开前记忆的设定值,自动控制凝结水流量在合理水平。

3.2 锅炉降压吹管过程中给水泵汽蚀案例3.2.1 案例过程及分析某1000MW机组配置三台容量35%的电动调速给水泵,并相应配置前置泵,电机与前置泵通过联轴器直接相连,给水泵与电机之间配置由福伊特公司生产的行星齿轮结构的液力耦合器。

前置泵额定参数:流量为1310.8m3/h,扬程134.5m,转速1490rpm,NPSHr≤5m,轴功率503.2kW;给水泵额定参数:流量为1379.1m3/h,扬程3494.3m,转速5621rpm,NPSHr≤47.5m,轴功率13538.3kW。

2016年10月11日,锅炉吹管采用稳压吹管降压打把的方式,降压打靶过程中出现了给水泵B振动大跳闸的现象,具体过程如下: 20:06:34,给水旁路调阀开度3.5%,给水泵再循环调阀全开,锅炉贮水箱液位8m且已开始下降,给水母管压力16.7MPa,仅电泵B运行,其运行电流347A,入口压力1.91MPa,入口流量481t/h,液耦导叶位置2.0%,电泵转速3490rpm,其泵体最大振动为1.8mm/s(出水端Y向);运行人员手动增开给水旁路开度,随之提高液耦导叶位置;20:07:22,给水旁路调阀开度15.9%,给水泵再循环调阀全开,锅炉贮水箱液位4m且继续下降,给水母管压力16.0MPa,电泵B运行电流370A,入口压力1.81MPa,入口流量730t/h,液耦导叶位置7.2%,电泵转速3501rpm,其泵体最大振动为1.7mm/s(出水端Y向);由于锅炉贮水箱液位继续下降,运行人员手动迅速打开给水旁路调门;20:07:43,给水旁路调阀开度40.1%,给水泵再循环调阀全开,锅炉贮水箱液位1.2m且继续下降,给水母管压力4.4MPa,电泵B运行电流468A,入口压力1.54MPa,入口流量>1400t/h(超量程),液耦导叶位置15.8%,电泵转速4070rpm,泵体振动为6.1mm/s(进水端X向)、6.4mm/s(进水端Y向)、4.4mm/s(出水端X向)、2.7mm/s(出水端Y向);20:08:05,给水旁路调阀开度46.3%,给水泵再循环调阀全开,锅炉贮水箱液位0.2m且没有回升,给水母管压力5.3MPa,电泵B运行电流790A,入口压力1.39MPa,入口流量>1400t/h(超量程),液耦导叶位置57.1%,电泵转速5697rpm,泵体振动均超过跳闸值(11.2mm/s),电泵B跳闸,就地同时检查发现电泵跳闸前运行声音十分尖锐。

相关文档
最新文档