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循环水泵叶轮汽蚀原因及防范措施

循环水泵是循环冷却水系统的重要设备之一,该设备正常运行与否直接关系到新、老系统合成氨和尿素装

置的长周期运行。在循环水泵运行时,汽蚀现象是影响泵出口流量和扬程的重要危害因素。

某公司工程车间3#、4#、5#凉水塔共计13台循环水泵,每年在系统大修时打开泵壳检查叶轮,发现都存在

不同程度的汽蚀情况,特别是3#凉水塔的2201-JA/JB/JC/JD4台循环水泵的叶轮其吸入端汽蚀严重, 叶轮

外缘处腐蚀、残缺严重, 个别叶轮的吸入端存在较大面积的溃疡状腐蚀, 甚至出现穿孔现象;

4#凉水塔的1101-J3/J4/J53台循环水泵其下泵壳压水室的挡水板处存在汽蚀现象,个别叶轮腐蚀较重。

由于循环水泵的叶轮、上下泵壳采用的都是铸铁材质,选择什么方式修补腐蚀较轻叶轮及泵壳,提高抗汽

蚀、磨蚀的能力,把好质量关,是保证循环水泵长期正常运行的关键。

汽蚀现象及其危害

汽蚀现象是水和汽变化的物理特性,离心水泵正常运转时,液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降,在叶轮

叶片的入口附近,液体压力最低。叶轮转动时,高速旋转的叶轮对液体作功,使液体能量增加,压力上升。

当叶轮叶片入口附近的压力小于该液体输送温度下的饱和蒸汽压力时,液体开始汽化并产生汽泡,汽泡随

液流进入泵体内的高压区时破裂,周围的液体迅速填充原汽泡的空穴,产生水力冲击作用,这种汽泡的产生

、发展和破裂现象就称为汽蚀现象。

发生汽蚀时,过流部件受到剥蚀及腐蚀破坏,泵的性能突然下降,严重时产生600~25000Hz的噪音及机组振

动,两者相互激励使泵产生强烈的汽蚀共振现象,导致设备损坏的重大事故。



离心泵容易发生汽蚀的部位有:

a.叶轮曲率最大的前盖板处,靠近叶片进口边缘的低压侧;

b.压出室中蜗壳隔舌和导叶的靠近进口边缘低压侧;

c.无前盖板的高比转数叶轮的叶梢外圆与壳体之间的密封间隙

以及叶梢的低压侧。



叶轮出现汽蚀现象后,由于产生汽蚀的过程不稳定,会引起水泵发生振动和噪音,同时由于汽蚀时有汽泡堵

塞叶轮槽道,所以泵的流量、扬程均降低,效率下降。因此在正常运行时不希望水泵发生汽蚀现象。



汽蚀产生的原因

尽管循环水泵在制造、安装和运行过程中采取了各种方法防止水泵汽蚀的发生,但在实际运行时,由于种

种原因会使水泵的运行条件与设计工况之间出现偏离,不同程度的汽蚀仍会发生。目前循环水系统使用的

循环水泵是卧式中开式双吸泵,3#、4#、5#塔循环水泵吸入口型式都有不同的差异 。



正常运行期间,每个凉水塔的水池液位稳定在高液位变化不大,3#塔泵入口处设有滤网,进口阻力较大;4#

塔的1101-J3/J4/J5三台泵入口水面上可看见形成的小漩涡,有空气进入泵吸入口;5#塔泵入口是一个直弯

角,进口管道阻力也较大。尽管循环水泵在设计安装时考虑了吸上真空高度等问题,但实际运行工况下泵

吸入口阻力大、吸入空气是造成叶轮汽蚀的主要原因之一。

每年在新老系统大修时打开循环水泵泵壳检查叶轮,发现都有不同程度的汽蚀情况 。目前循环水泵轴端

密封采用的是浸油石墨填料软密封,引入少量循环水起隔离、冷却及润滑用,泵正常运行中允许极少量的

密封水泄漏,不超过20~25滴/分钟。循环水泵大修完运行一段时间后,就会有水从轴封处呈线状漏出,在倒

泵停运后,漏水量有明显增大,这说明轴封处有漏气现象。

因为采用传统填料密封的循环水泵,填料对泵轴套的磨损明显,随着运行时间的延长,轴套与填料之间的径

向间隙不断增大,如果不及时紧固填料,势必造成其密封效果变差,空气在大气压力作用下从泵轴进入叶轮

进口低压区,并随水流进入泵的高压区,冲击叶轮造成过流部件剥蚀及腐蚀破坏,这是造成泵叶轮及泵壳汽

蚀的另一重要原因。

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