某单位24SA—18型循环泵汽蚀问题

5.5某单位24SA—18型循环泵汽蚀问题

一简要过程

一九八八年八月，我当时任设计科科长，某一天，某电厂客户拎着一块从叶轮上敲下的叶片碎片来找我，说是用了我厂两台24SA—18型循环泵，运行不到两个月，叶轮叶片就损坏了。特意敲了一块下来，请我分析一下是什么原因。

我一看就明白，是典型的汽蚀破坏。我问他泵出口压力是多少？他说不到一公斤（1kg/cm2）。而泵的扬程是32米，显然是由于泵选型扬程过高，使泵偏于低扬程、大流量、汽蚀性能差的工况下运行，从而严重汽蚀导致叶片损坏。

我对客户说，这是汽蚀破坏造成的。他说以前也是用同样的泵，也能用九个月，这次换上新泵，怎么只能用两个月呢？我说用九个月也不正常，至少用两年以上才正常。问题一下难以说清，你先回去将泵出口阀门关小，关至泵出口压力达0.25Mpa以上，我以后就便抽空到你厂再深入调查分析，帮你们解决问题。

不久之后，我出差到北京，返程时在安阳下车到达某电厂。

当时该电厂25MW3＃机配用我厂二台24SA—18型循环水泵，泵铭牌参数为：Q=3240m3/h H=32m

N=960r/min Hs=2.9m(即NPSHR=7.4m)

Pa=317.5kw 配套电机:JSQ1410—6 额定功率：380kw

我们到达现场时，泵仍处于全开阀状态下运行，泵出口力P2＝0.7-0.8kgf/cm2，指针频繁晃动，而且有明显汽蚀爆破声，凝汽器进出循环冷却水的温差达25℃，而正常温差应为8~11℃，说明循环冷却水的水量不足。

我问电厂同志，我曾建议你们先关小阀门运行，为什么还是敞开阀门运行呢？他们说，从运行情况看，凝汽器冷却水前后温差就高，已是流量不足，关小阀门后怕流量更少，影响发电出力。我说你们错了，关小阀门后汽蚀会消失，汽蚀消除后，流量就会增大。他们听了似信非信。我建议现在做一个关阀试验。他们有点担心，怕影响发电。我说多搞几个人照看，我们只是逐步慢慢关小，万一有影响，照看的人喊一声，我再打开阀就是了。

于是我和易连进在泵旁边负责关阀，电厂的人分别照看汽轮机出力、凝结器真空度、冷却水进、出凝结器的温差等等。准备好之后，我开始将阀门从全开状态逐步关小，毎隔15分钟关小一次，读一次数据，当第四次关小后，泵出口压力才升至1.85 kgf/cm2，此时照看凝结器真空度的人就叫“真空度下降了，不能再关了！”（见附表：3#机甲循环水泵试验数据整理）。我暂停了一下，不久车间主任又说：“真空度上去了，没事，再关小”。于是继续往下试，直至泵出口压力达到3.2 kgf/cm2，以后，凝结器冷却水前后温差也从25℃下降到11℃左右（见附表）这都说明循环冷却水量增加了。同时泵的汽蚀响声也消失了，出口压力指针也稳定了。但是此时出口阀门开度大约只有10%左右，阀门有些振动。

试验做完之后，电厂方面的有关领导和技术人员才开始认真听取我的改进意见。首先我深入调查了解有关资料。然后作出了改造方案。

二装臵情况及装臵特性曲线

该电厂3#机循环水泵装臵示意图5.5—1所示：

图5.5—1

凝汽量为110m 3/h ，要求循环水量为3850~6050m 3/h ，即为1.07~1.68m 3/s 。要求单泵流量Q ＝3025~3850m 3/h ，即为0.84~1.07m 3/s 。

从装臵示意图可知，泵进出水位差即几何扬程基本为零。

附表 3＃机甲循环水泵试验数据整理

1. 试验目的：查出水泵汽蚀原因，求水泵最佳运行工况；

2. 试验方法：节流水泵出口阀，提高水泵出口压力；

3. 试验仪器：水泵出入口为0.4级压力表，其余为现场运行表计；

4. 试验人员：杨凡行、易连进；电厂成员。

泵进水管路管径为Dg1000，长度L2＝25m，一个底阀，4个900弯头。

凝汽器内阻力降△H＝5m

根据上述数据推算泵装臵特性曲线方程为：

H Z＝KQ2＝6.67Q2（Q：m3/s）

根据上式作出装臵特性曲线图，见图5.5—2。

图5.5—2

由图5.5—2可知，双泵运行时的A点工况为：

ΣQ＝1.68m3/s＝6050m3/h

Q＝0.84m3/s＝3025m3/h

H＝18m

单泵运行时的B点工况为：

Q＝1.07m3/s＝3852m3/h

H＝7.5m

由此可知，原选用24SA—18型泵（Q＝3240m3/h、H＝32m）的扬程偏高太多。

三改造方案及改造后运行工况分析

由于现有泵的扬程偏高太多，难以通过切割叶轮达到要求，必须设计新的叶轮。同时由于扬程低，又要保持泵的流量，为了保证离心泵双比转速的要求，又必须将转速由960r/min 降至740r/min。因此新叶轮参数定为：

Q：3240m3/h H：16m

n：740r/min ns：226

新叶轮的泵型号定为24SA—18D，由此我们的产品目录上又多了一个新的产品规格和参数。

新叶轮运行工况分析见图5.5—3。

图5.5—3

由图5.5—3可看出：

1.单泵运行工况为C点：

Q＝1.14m3/s＝4104m3/h

H C＝8.5m

η＝60%（查泵性能曲线得）

冷却倍率m＝4104/110＝37倍，满足要求。

2.双泵运行工况为D点：

ΣQ＝1.67m3/s＝6012m3/h

单泵Q＝0.833m3/s

H D＝18m

η＝87%（查泵性能曲线得）

冷却倍率m＝6012/110＝55倍，满足要求。

四改造效果

自九月现场作关阀测试后，我们向电厂提出了分析意见和改造方案，双方签订了改造技术协议书，由电厂自行将电机降速改造，我厂设计并制造新叶轮。

新叶轮于一九八七年底交附使用后，取得如下效果：

１．泵不再出现汽蚀现象，叶轮使用寿命达两年以上，大大降低检修工作量和维修费用；

２．水量满足发电要示，凝结器真空度（700mmHg）和进出水温（△T＝10℃左右），均达到标准值，提高了发电机组的出力；

３．粗略分析比较，一年节省的费用（包括电费和备件费）约10万元，其中节省的电费单价是按每度厂用电0.065元计算的。虽然节省的费用绝对数值并不太高，但是相对于一台24寸的泵而言，十万元已是相当可观了。