循环水泵汽蚀原因分析及改造方案

文章编号:　1005—0329(2002)09—0044—02

循环水泵汽蚀原因分析及改造方案

车全贤

(茂名石化物资供应公司,广东茂名　525011)

摘　要:　从吸水池尺寸形状、进水管、抽送介质的物理化学特性、泵必需的汽蚀余量和汽蚀比转速等方面,讨论了循环水泵汽蚀产生的原因,并提出了改造方案。关键词:　循环水泵;汽蚀;汽蚀余量;吸水池中图分类号:　TH31 文献标识码:　A

Analysis on the R easons for Circulation Pump ’s C avitation

Che Quanxian

Abstract :　The reas ons which caused the circulation water pump ’s cavitation was discussed ,S ome suggestion was introduced ,which include the cistern ’s dimersion and figure ,water 2pipe ,the physical 2chemical characteristic of the medium ,the nesessary HPSH and cavitation NS of the pump etc.

K eyw ords :　circulation water pump ;cavitation ;NPSH ;cistern

1　前言

茂名乙烯供水车间第二循环水场有循环水泵32S A -10C 型单级双吸中开式离心泵机组5台,自1995年8月投产运行以来,泵一直在汽蚀状况下运行,叶轮使用寿命短,蜂窝状腐蚀严重。经现场监测,运行中的4台泵出口压力表指针存在着不同程度的摆动,摆幅在0106～0111MPa 之间,机组有轻微的振动和噪声,吸水池液面严重扰动,并浮有大量气泡。对该泵的汽蚀原因进行分析如下

。

图1　吸入水池平面示意

2　汽蚀产生的原因

首先介绍一下该泵系统中的进水部分。吸水池的平面图见图1,剖面图见图2,池内水的化学物理

特性见表1

。

图2　吸入水池剖面示意

在泵的系统中通常用汽蚀余量N PSH 表示泵汽蚀性能的好坏,汽蚀余量又分为有效汽蚀余量

N PSH a 和必需汽蚀余量N PSH r 。

有效汽蚀余量由吸入系统的装置条件确定,

是吸入系统所提供的,在泵的吸入口处单位重量的流体所具有的超过汽化压力的富余能量,即流体所具有的大于饱和蒸汽压力的富余能量。

收稿日期:　2002—04—15

4

4 流　体　机　械 2002年第30卷第9期

表1　第二循环水场吸水池工艺指标

序号

参数名称

数据指标1供水温度(℃

)不超过332供水压力(MPa )

0145～01553余氯含量(mg/L )015～1104总磷含量(mg/L )710～9105钙离子含量(mg/L )

50～1206pH 值

715～815

7

异养菌含量(冬季)(mg/L )

异养菌含量(夏季)(mg/L )

1×1055×105

N PSH a 越大,

泵越不容易发生汽蚀。

必需汽蚀余量是由泵本身的汽蚀性能所决定

的,是流体从泵吸入口至叶轮叶片背面进口边K 点处的压力降

(见图3)。N PSH r 越小,则表示泵本身的抗汽蚀性能越好,可以降低机组对有效汽蚀余量的要求。

图3　叶轮示意

在装置中泵不发生汽蚀的必要条件是有效汽

蚀余量大于必需汽蚀余量。即N PSH a >N PSH r 。

影响有效汽蚀余量的因素主要有吸入水池形状、淹没深度、吸入管以及被输送流体的物理、化学特性等。

影响必需汽蚀余量的主要因素是叶轮入口部分的液流速度、液流转弯曲率半径、叶片头部几何形状尺寸等。

因此,从以下几个方面讨论本系统汽蚀产生的原因:211　吸入水池尺寸及形状 对照标准的吸入水池(图4),本系统的吸入水池(图5)的形状及尺寸存在以下两点不当之处:

(1)吸入水池前的全湿周封闭流道中,顶部标高为-116m ,底部标高为-311m ,底部距吸入池底有213m ,形成急剧落差,进入吸水池的部位采用了直壁即90°拐角的形式,而未应用锥壁规则,逐渐过渡进入吸入池,致使液流在该部位产生瀑布效应,形成漩涡和紊流。

图4　合理结构

图5　不合理结构

(2)吸水池的前池壁距吸入喇叭口后池壁间

的距离未达到标准推荐要求,根据标准应为8D

(D 在美式标准中为吸入喇叭口进口部位内径,本系统中D =1102m )即8116m ,而现场仅为5m ,造成水池内扰动严重、水流分布不匀。212　倒灌高度不够

根据现场资料可知,吸入池最高液面标高-0145m ,泵中心线标高-1185m ,则倒灌高度最大

为114m ,如果液面降低,倒灌高度还会小于114m ,对于非标准设计的吸入池来说应该提高淹没深度。213　进入吸入池前的二次循环水冷却不够充分

40°～50°的温水进入吸入池时容易产生一定量的气泡,这些气泡随池内漩涡进入叶轮,形成气囊,阻碍流道,或被高压液体挤破爆裂,然后又形成气泡。214　泵必需的汽蚀余量N PSH r

为了便于比较泵的汽蚀性能,引进汽蚀比转速C ,这是一个与泵汽蚀余量N PSH r 、流量及转速有关的性能参数,C 可以用下列公式计算:

C =5162n Q/(N PSH r )

3/4

一般计算泵的最高效率点的C 值。32S A -10C 型泵最高效率点的N PSH r 为612m ,流量Q =2m 3/s ,n =740r/min ,此处汽蚀比转速:

C =

5162n

Q/2(N PSH r )3/4=5162×740×2/2

(612)3/4

=105815(下转第6页)

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4Vol.30,No.9,2002 F LUI D M ACHI NERY