防止管道离心泵汽蚀发生或减缓汽蚀破坏的措施有哪些
预防汽蚀发生或减缓汽蚀破坏,可以从两方面着手:一方面从泵设计和制造考虑:改善叶轮进口入液条件,降低泵的NPSHr,使泵的NPSHr
低于装置汽蚀余量NPSHa,避免汽蚀发生;采用组织致密的高等级材质制造叶轮,提高泵的抗汽蚀破坏能力;另一方面从泵的使用条件考虑:通过合理系统设计和设备选型、正确操作,使泵不会发生汽蚀。现分述如下:
(1) 适当加大泵入口直径和叶轮入口直径,降低泵入口液体流速,降低NPSHr。或者直接采用双吸叶轮,因双吸叶轮相当于两个单吸叶轮的入口面积,同样流量条件进口流速可降低一倍。
(2) 将叶片头部背面修薄,改善叶片入口排挤,降低NPSHr。或加装诱导轮,使液体进入叶轮前增加了一定压力能。
(3) 泵在接近汽蚀的状态下工作,如采用组织致密的抗汽蚀材料(铜合金、不锈钢等) 制造泵叶轮可以延长叶轮寿命。如用压延的钢板焊接的叶轮较铸造的叶轮抗汽蚀能力强。也可以利用非金属涂料采用环氧树脂、尼龙、聚胺脂等对叶轮进行涂层处理。
(4) 管路系统设计时,泵的吸上高度尽可能低,条件许可就采用倒灌。配管时,适当缩短吸入管长度、增大吸入管径,在吸入路尽量减少不必要的阀门、弯头数量,以减少吸入管的管路损失。
(5) 泵选型时,遇到装置汽蚀余量低或介质易汽化时,泵尽可能采用低转速。
(6) 对易汽化介质,做好管路的保温降温,避免所输送液体的温度升高。
(7) 泵在运行过程中,应利用泵出口阀控制流量在合理的范围。泵偏大流量运行时最容易出现汽蚀现象。操作中,不允许用吸入管路阀门来调节流量。
(8) 泵出现汽蚀又无法改变其工艺条件时,可在泵入口加装一个喷嘴,利用泵出口压力,使其高压液体回馈,以增大泵入口压力,减小汽蚀的可能性。
1、结构措施:采用双吸叶轮,以减小经过叶轮的流速,从而减小泵的汽蚀余量;在大型高扬程泵前装设增压前置泵,以提高进液压力;当气体到达高压区时,蒸汽凝结,气泡破裂,气泡的消失导致产生局部真空,液体质点快速冲向气泡中心,质点相互碰撞,产生很高的局部压力。
2、提高液体的密度。
输送密度越大的液体时泵的吸上高度就越小,当用已安装好的输送密度较小液体的泵改送密度较大的液体时,泵就可能产生汽蚀,但用输送密度较大液体的泵改送密度较小的液体时,泵的入口压力较高,不会产生汽蚀。
3、升高输送液体的温度。
当离心泵的进口压力小于环境温度下的液体的饱和蒸气压时,液体中有大量蒸汽逸出,并与气体混合形成许多小气泡;在泵的入口压力不变的情况下,输送液体的温度升高时,液体的饱和蒸气压可能升高至等于或高于泵的入口压力,泵就会产生汽蚀。
影响汽蚀现象产生的因素
汽蚀现象产生的本质原因是入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸汽压。汽蚀现象主要发生在叶轮外缘叶片及盖板,涡壳或导轮处,不会发生在叶片进口处,例如流量大于设计流量时发生在叶片进口靠近前盖板的叶片正面处。
当叶轮入口处压强下降至被送液体在工作温度下的饱和蒸汽压时,液体将会发生部分汽化,生成的气泡将随液体从低压区进入高压区,在高压区气泡会急剧收缩、凝结,其周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占空间,产生高强度的冲击波,冲击叶轮和泵壳,发生噪音引起震动。
一、汽蚀对泵的影响
当汽蚀发展到一定程度时,将影响水泵的性能并妨碍其正常运行。主要表现为以下几个方面:
1,泵的性能改变汽蚀初生时,对水泵外特性并无明显影响。汽蚀发展到一定程度后,汽泡还会堵塞叶轮槽道,使水泵的功率、效率、流量和扬程等参数会突然下降。当汽蚀充分发展后,水流的有效过流面积会减小很多,以致引起水流中断,不能工作。
2,,引起振动和噪声气泡破裂时,液体质点互相冲击,产生噪音和机组振动,两者互相激励使泵产生强烈振动,称为汽蚀共振现象。
3,过流部件表面由于连续的局部冲击,会使材料的表面逐渐疲劳损坏,引起金属表面的剥蚀,进而出现大小蜂窝状蚀洞;除了冲击引起金属部件损坏外,还会产生化学腐蚀现象,氧化设备。
此外,汽蚀过程是不稳定的,会使水泵发生振动和产生噪声。
二、水泵出汽蚀后处理办法
水泵出现汽蚀现象后可以从以下几个方面解决:
1、降低水泵安装高度(降低水泵吸程)
2、为水泵安装前置泵(增加水泵进口压力);
3、为水泵加装诱导轮(增加水泵进口压力);
4、在入口压力不足的情况下,降低其出口流量;
5、加装再循环系统。
6、改善流道,采用抗汽蚀性能更好的叶轮。
防止措施:1、增加进口液柱静压;2、降低离心泵进口流体流动阻力,如增加诱导轮、缩短进口管路等;3、避免离心泵在低流量或出口关闭的情况下长期运转等
合理的确定泵的安装高度可防止发生气蚀现象。