高温锅炉给水泵产生气蚀的原因有哪些

高温热水泵汽蚀或汽蚀进程即是活动的液体发作气泡并随后发作决裂的进程。当流体的绝对速度添加，由于流体的静压力降低，关于必定温度下流体的某些特定质点来说，虽无热量自外部输入，但它们已达到了汽化压力，使得质点汽化，并发作汽泡。沿着流道，假如流体的静压力随之再次添加，大于汽化压力，汽泡就会敏捷决裂，发作无穷的归于内向的冷凝冲击。若汽泡决裂不是发作在活动液体时，而是发作在导流组件的壁面处，则汽蚀会致使壁面资料受到浸蚀。

当高温热水泵在汽蚀情况下操作时，即便没有发作壁面资料的浸蚀，也会发现此时高温热水泵的噪声增大，振动加重，功率降低，以及扬程降低。 设备汽蚀余量：又称为有用的汽蚀余量。设备汽蚀余量是由于吸入设备供给的，在高温热水泵进口处单位分量液体具有超过汽化压和水头的富余能量。国外称此为有用的净正吸头，即泵进口处(位置水头为零)液体具有全水头减去汽化压和水头净剩的值，用NPSHa表明。它的巨细与设备参数跟液体性质有关。由于吸入设备的水力损失和流量的平方成正比，所以NPSHa随流量添加而减小。NPSHa-Q是降低的曲线。

多级高温热水泵汽蚀余量与设备参数无关，只与泵进口有些的运动参数有关。运动参数在必定转速和流量下是由几许参数决议的。这即是说NPSHr是由泵自身(吸水室和叶轮进口有些的几许参数)决议的。对既定的泵，不管何种液体(除粘性很大。影响速度散布外)，在必定转速和流量下流过泵进口，因速度巨细一样故均有一样的压力降，NPSHr一样。所以NPSHr和液体的性质无关(不考虑热力学要素)。NPSHr越小，表明压力越小，请求设备有必要供给的NPSHa小，因此泵的抗汽蚀性能越好。

1）察看法

毁坏外表察看法是在预先察看办法，依据毁坏的外表外形来进行判别。由于汽蚀、铸造气孔、冲刷磨损、腐蚀等均会形成锅炉给水泵的金属外表外形与理想外形的不同。汽蚀毁坏的金属外表通常显现蜂窝状，它是由部分高速水打击金属而使金属外表疲劳毁坏，所以蜂窝孔普通是与内部相通的，少数的坑槽与金属外表垂直。

2）噪声法

泵体外噪声法比较复杂，可以不与泵体接触。但由于噪声法受四周环境噪声的影响较大，当显示其强度较高时。普通水泵汽蚀已到达十分激烈的阶段，这时人耳已能经过激烈的汽蚀爆裂声判别汽蚀工况。因而，泵体噪声法不太合适现场监测汽蚀的发作。

3）振动法

这种办法是经过减速度计探头测量泵体振动频率的一种办法，办法复杂。对泵内部分汽蚀惹起的汽泡溃裂所发生的激振反响灵敏度有限，因而，振动法只适合作为现场监测汽蚀的辅佐首段。

4）超声法

超声波法测量汽蚀办法简单，调试方便，且不受其它环境噪声的搅扰，对汽蚀的发作和开展敏理性强。因而，作为泵站现场监视汽蚀是一种比较理想的办法。

1、入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸气压。

2、泵吸入真空度大于允许吸入真空度。

3、离心泵安装高度提高，导致泵内压力降低。

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。汽蚀导致水泵性能变坏、装置运行不稳定、金属表面材料疲劳剥蚀、噪音和振动加剧等不良后果。因此，在设计和运行管理中要分析、研究和监测水泵汽蚀，及时采取有效的防护措施。

扩展资料

为防止或减轻水泵汽蚀，应从规划设计、水泵选型、制造工艺、材质和运行管理等方面采取措施：

1、正确选定水泵安装高程。

2、正确设计进水池和进水管道或流道。避免池内出现漩涡和偏流，保证进水喇叭口有足够的淹没深度。对于卧式离心泵，叶轮进口前应有不小于4～5倍泵进口直径的直管长度，以使叶轮进口流态较为均匀。

3、及时清淤，避免拦污栅堵塞，以减小吸水管或进水流道的水力损失，提高装置的有效汽蚀余量。避免使用进水管道的闸阀进行水泵工作点的调节，以免造成水泵进口压力减小，流态紊乱，引起水泵汽蚀。

4、正确进行调度，保证水泵在允许汽蚀余量范围内运行。

5、采取措施减小水源的含沙量，避免过流部件被泥沙磨损而使水泵汽蚀性能恶化。

6、注意观测和检査水泵汽蚀部位，如果水泵过流部件已经岀现破坏，应及时进行修补。

7、提高水泵制造工艺，使过流部件表面光洁。

8、其他措施，如向泵内补气、增加诱导轮和采用抗汽蚀材料制造叶轮及泵壳等。

参考资料来源：百度百科-水泵汽蚀

参考资料来源：百度百科-汽蚀现象

当泵的入口压力低于该温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化，同时还有可能有溶解在液体内的气体从液体中逸出，形成大量的小汽泡，这些小汽泡随液体流到叶轮的流道内，叶轮旋转时产生的压力大于饱和蒸汽压时，这些小汽泡重新凝结、馈灭，形成一个空穴。这时周围的液体以极高的速度向这个空穴冲来，液体的质点互相撞击形成局部水利冲击，使局部压力可达数百个大气压。汽泡越大，其凝结馈灭时产生局部水击越大，这种水力冲击的速度很快，频率可达2500次/s，在叶轮表面发生猛烈的撞击，产生机械腐蚀。上述这种液体的汽化、凝结、冲击和对金属剥蚀的综合现象就称为汽蚀。

汽蚀危害

汽泡馈灭时，液体质点互相撞击，会产生噪音，汽蚀严重时会产生振动，流量、扬程、效率会明显下降，甚至会出现“抽空”现象，同时叶轮会因汽蚀剥蚀减薄，甚至叶片和盖板被穿透。

发生汽蚀的基本条件

发生汽蚀的基本条件是叶片入口的最低液流压力低于该温度下液体的饱和蒸汽压力。

有效汽蚀余量是指介质自吸入罐经吸入管道到达泵入口后，所富余的高出汽化压力的那部分能头，这个富余能头习惯上称为有效汽蚀余量，用符号Δha表示。它的数值大小与吸入管路优劣有关，与泵本身无关。当NPSHa数值大时，表示吸入管路设计合理，其值愈大愈好，要强调的是上述都是指泵在输送液体为水且又在常温时。当输送液体为烃时，其汽化压力和烃的化学结构有关，要进行必要的修正。当非常温时，就是输水也要进行饱和蒸汽压的修正。在高原地区因大气压低，也要进行必要的修正。 有效汽蚀余量数值的大小与泵吸入罐的压力、温度、吸入管道的几何安装高度、介质的性质等操作条件有关，与泵本身的结构尺寸无关，因此有效汽蚀余量又称为泵装置的有效汽蚀余量。泵的必需汽蚀余量表示介质从泵入口到叶轮内最低压力点处的全部能量损失，用Δhr 表示。这个值越小，泵越不容易发生汽蚀。

离心泵的有效汽蚀余量与必需汽蚀余量关系的关系

离心泵入口处的富余能量Δha若能克服这个能量损失Δhr还有剩余，即Δha＞Δhr，则表示介质流到叶轮最低压力点时，其压力还可高于介质的饱和蒸汽压力而不至于汽化，所以就不会发生汽蚀，反之Δha＜Δhr，介质就汽化，泵就会发生汽蚀。

这是因为：离心泵工作时的扬程、功率和效率等主要性能参数并不是固定的，而是随流量的变化而变化。把其变化关系画在一张座标纸上得出的曲线称离心泵的工作性能曲线或特性曲线。

当流量降低时，会产生哪种情况？节流调节的缺点是泵流量较小时，叶轮容易引起汽蚀。这是因为离心泵的叶轮在原动机的带动下高速旋转，当阀门开度减小，流量太少时，不能将叶轮与液体摩擦所产生的热量完全带走，使泵内液体温度升高。因而引起液体汽化，形成汽蚀。尤其是发电厂中锅炉给水泵更为显著。所以采用节流调节时要设置再循环系统，加大泵的输出流量以防止汽蚀。当给水流量降到最大流量的1/3时，就应开启再循环门，使通过给水泵的流量适当增加，以保证给水泵内液体温度不至上升。

节流调节就是在输送流体的管道上改变阀门的开度来调节泵的流量，即改变管路特性曲线。常用出口端节流调节，因为入口节流调节会使进口压力降低，有引起汽蚀的危险。

水泵汽蚀的危害：

① 噪声和振动

水泵发生汽蚀过程中，从水泵吸入口（低压区域）到出水口（高压区域），大量的汽泡将不断地产生、发展、凝结、破裂所带来的反复不断高速的冲击和极大的脉动力，会伴随着会引起严重的噪声和剧烈的振动。

② 对水泵材料产生破坏

由于大量汽泡不断地产生、破裂带来高速冲击，形成极大脉动冲击力，反复不断作用在水泵流道表面，所谓“滴水穿石”，金属材料常常由于经受不起这种严峻考验而产生破坏或失效。

③ 水力性能大幅下降

水泵发生汽蚀时由于大量汽泡堵塞流道的过流截面而使流量下降（流道越小越严重），同时改变了水流速度和方向，降低了流体从叶轮叶片所获能量，大大减小了水泵的扬程 。

):

ΔQ1=m1(TCP12-60CP11)

ΔQ2=m2(170CP21-TCP22)

m1=Vρ60 =983.2V

m2=ρ170(17.5-V)=897.3(17.5-V)

饱和蒸汽的绝对压力为0.7377MPa时见前面计算，T取168.13℃。

CP11=0.988；CP12=CP22=1.0445；CP21=1.046

令ΔQ1=ΔQ2，代入各参数数值:

983.2V(1.0445×168.13-60×0.998)=897.3（17.5-V)×(170×1.046-1.0445×168.13)

解出V=0.31m3

加入冷水时，P0降低，蒸汽流量会加大，不单纯是两种温度的水混合。可以放宽估计，当短时间内加60℃的补水达1m3时，可能

引起汽蚀。

(4)泵

出口流量增加多少时可引起汽蚀

当生产负荷突然加大，管网上管阻突然减少或管网上有大量泄漏，都会导致泵出口流量增大。

这些情况发生时，会使稳态运行中的除氧器液位突然降低，同时有冷水补入。冷水补入的影响，前边已讨论过，在此不考虑这一因素

，只按流量增大所引起的泵入水口处静压降低来推敲。

流量突然加大，泵进水管内流速加大，水的漏流程度提高，动压头和阻力损失都会加大，所增大的部分要由静压头转换。

在流量为150m3/h，原输入侧管路损失:

Σhf(1-2)=1.1m水柱高，据Σhf=ξu2/2

U=Q/S=150÷3600/π÷4×0.082≈8.29m/S

ξ=2Σhf/U2≈0.032

前面已知现有10m的安装高差，相当于9m水柱高，这9m水柱高扣除汽蚀余量及原有阻力损失计5m水柱高，剩4m水柱高。

令ΔU2/2+ξΔU2 /2=4

得ΔU ≈2.784m/s

又ΔQ=ΔUS=2.784×π/4×0.082=0.014m3/S=50.38m3/h

即流量突然增加大于等于50.38 m3/h 情况下，有产生汽蚀的可能。

可以用一句话来概括三项定量分析结论:半个汽压壹方水、五十流量可捣鬼。

2 预防和消除汽蚀的对策

据上述分析，汽蚀的原因就在于除氧器内汽压的突然降低、水温的突然降低或泵流量的突然增加。由此，提出以下对策:

(1)若汽源压力和供应能力皆富裕，应设置除氧压力自控装置，保证P0的稳定。

(2)若汽源压力和供应量不富裕，应在提压增量后再配压力自控装置，保证P0的稳定。

(3)减少硫化机、罐同时入线台数，即减小流量增长率。

(4)减少以致杜绝管线泄漏。

(5)提高补水水源水温。

(6)在保证最有效除氧换热效果前提下，除氧器液位控制点尽量设高。

(7)水泵的供水能力要大于生产最大负荷，以考虑局部泄漏问题。

(8)在水泵出口设置排汽阀门，当汽蚀发生时，开阀排放所生成的汽体。或可同时提高除氧器供汽压力。

(9)设置除氧器内汽压同水泵入口水压之间的差压测量显示仪表，以监视其变化。若该差压大于某一数值，则预警汽蚀的发生(此差压不是定值，水温愈高、流量愈大，差值愈小)。

(10)发生大量跑水时，增加供水泵台数，这样，每台泵的流量就会小些，泵入口处静压损失也会小些。