防止水泵汽蚀产生的方法分析

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1、防止水泵汽蚀产生的方法分析摘要:在给排水工程中,由于泵的吸水条件不符合要求,导致水泵产生汽蚀,造成水泵工作时流量、扬程、效率的大幅度下降,并产生噪音、振动和过流部件的侵蚀,严重损坏机组,减少机组的使用寿命。通过对水泵汽蚀现象及危害的分析,水泵吸水性能的研究,从实际应用出发,提出了防止汽蚀产生的方法。　　关键词:水泵汽蚀防止方法　　:TK323:A:1672-3791(2011)01(c)-0026-02　　　　在给排水工程中,由于泵的吸水条件不符合要求,吸水性能差,导致水泵产生汽蚀,造成水泵工作时流量、扬程、效率的大幅度下降,并产生噪音、振动和过流部件的侵蚀,甚至不能工作。水泵是

2、给水排水工程中关键而重要的设备,汽蚀的发生直接影响泵站的安全运行,甚至造成机组故障,严重损坏机组,减少机组的使用寿命。　　　　1水泵的汽蚀现象及危害　　1.1水泵的汽蚀现象　　水泵运行时,由于某些原因而使泵内局部位置的压力降低到水的饱和汽化压力时,水就开始汽化生成大量的汽泡,气泡随着水流向前运动,运动到高压区时受到周围液体的挤压而溃灭,气泡破灭时,水流质点从四周以高速向气泡中心冲击,形成强烈的水锤,并产生噪音、振动和过流部件的侵蚀。这种气泡的产生、发展和破坏现象就称为汽蚀现象。　　1.2汽蚀危害性　　(1)气泡破裂时,液体质点互相冲击,产生600Hz～25000Hz的噪音及机组振

3、动,两者相互激励使泵产生强烈振动,即汽蚀共振现象。强烈的振动会使机组零件和机房结构遭受破坏。(2)过流部件剥蚀及腐蚀破坏。气泡溃灭时水流因惯性高速冲向气流中心,产生强烈的水锤,其作用力可达(3.3～570)×107Pa,冲击频率达2～3万次/s,引起过流部件的金属表面局部塑性变形与硬化变脆,产生疲劳现象,金属表面形成蜂窝状缺陷,叶片出现裂缝和破落,汽蚀腐蚀破坏的部位常在叶轮出口或压水区进口部位。(3)泵性能突然下降。对于离心泵来说,由于离心泵的叶片流槽狭长,很容易被气泡所阻塞,在出现气泡后,Q-H、Q-η曲线迅速降落,最后水泵停止出水。对于轴流泵和混流泵来说,由于轴流泵叶片流槽宽

4、,不易被气泡阻塞,所以Q-H、Q-η曲线先是逐渐地下降,过了一段才开始锐落,正常输水破坏。　　　　2水泵的吸水性能　　2.1汽蚀基本方程式　　泵在运行时是否产生汽蚀,与泵本身抗汽蚀性能、泵吸水装置系统等因素有关。其基本方程式如下:　　(1)　　公式(1)的含义是:吸水池水面上的压头和泵壳内最低压头(不能低于该水温下的饱和蒸汽压力)之差用来支付:把液体提升高度;克服吸水管中水头损失;产生流速水头;流速水头差值和供应叶片背面K点压力下降值。式中值的变化大,可见泵壳进口内部的压力下降值(+),是由水泵的构造和工况决定的。从公式(1)中可以得出:　　式中:为吸上真空高度,它反映了真空表安

5、装点的实际压头下降值;为允许吸上真空高度;为汽蚀余量;为必需汽蚀余量;为吸水井表面的大气压力(mH2O),见表1;为该水温压力下的汽化压力(mH2O),见表2;为吸水管道的水头损失之和(mH2O);为水泵吸水地形高度,即泵的安装高度(m);为泵的最大允许安装高度(m)。　　2.2泵的吸水性能　　(1)当装置汽蚀余量NPSHa>必需汽蚀余量NPSHr时,水泵不会发生汽蚀。当NPSHa=NPSHr时,处于临界状态,泵开始发生汽蚀。当NPSHa

6、一个安全裕量S,满足:NPSHa－NPSHr≥S(6)　　对于一般的离心泵,S值取0.6m～1.0m。　　(2)当或≤时,不产生汽蚀。允许吸上真空高度值愈大,水泵的吸水性能愈好,抗汽蚀能力愈强。对于不同的转速,不同的海拔高度和水温,水泵厂给定的值应作如下修订。　　转速修正(7)　　式中:、为分别为修正前、后工况点的允许吸上真空高度,m;n、为分别为修正前、后的转速,r/min。　　气压和温度修正=+(8)　　与NPSHr的关系NPSHr＝10－(9)　　　　3防止汽蚀产生的方法　　通过对泵的汽蚀基本方程式的分析和泵的吸水性能的研究,可以看出:泵汽蚀的产生是由泵的安装高度、吸水管道

7、的水头损失、水泵的构造和运行工况、吸水面压力、汽化压力等因素决定的,以下方法可以防止汽蚀的产生。　　3.1降低泵的安装高度　　通过提高吸液面位置或降低泵的安装位置,必要时采用倒灌方式。此法最方便可靠,但是由于降低了泵的安装位置,增加了安装费用。水泵安装过低,使泵房土建投资增大,施工难度增加;过高则水泵产生汽蚀。因此,只有合理确定水泵的安装高度,才能尽量降低泵站的造价,保证水泵的正常运行,防止汽蚀现象的发生,泵的最大安装高度可由公式(3)、(5)、(6)、(7)、(8)确定。　　3