汽蚀就是当离心泵的实际的吸程大于设定的吸程的时候,部分水因为受到低压作用会出现气化现象。当水到高压的时候,混在液体中的部分气体,迅速液化,产生空间,水会高速打到旋转的叶轮上,叶轮就会出现破损,这就是汽蚀。如果可以降低离心泵的安装高度,能有效避免汽蚀。
离心泵内发生汽蚀的过程
1、离心泵内汽蚀的过程
离心泵运转时,流道里液体的速度和压力都是变化的,当流道中局部区域(通常是叶轮进口边稍后的某处)液体的压力降低到当时温度下的汽化压力时,液体便在该处发生汽化,形成许多汽泡。
汽泡随液体向前流动至压力大于汽化压力的区域时,汽泡内外产生压差,汽泡急剧地缩小以至凝结,凝结过程中,液体质点高速填充空穴,液体质点就像无数小弹头一样,连续打击在金属表面上,在压力很高(局部压力高达50MPa),频率很高的连续打击下,金属表面逐渐因疲劳而破坏。
另外,在所产生的汽泡中还夹杂一些活泼的气体(氧),借助汽泡凝结时所放出的热量(局部温度高达200~300℃)对金属起化学腐蚀作用。在这种机械剥蚀和化学腐蚀的共同作用下,使离心泵过流部件受到破坏的过程就是汽蚀过程。
2、离心泵产生汽蚀的危害
(1)产生振动和噪声
离心泵汽蚀时,汽泡在高压区内连续不断发生突然溃灭,并伴随着强烈的水击,这时会产生频率为600~25000Hz的噪音,泵内可听到劈劈、的爆炸声,同时机组产生振动,机组的振动又将促使更多的空泡发生溃灭,两者相互激励,当频率接近于装置的固有频率时,机组将发生强烈的共振,称为汽蚀共振,这时,机组不应工作。
(2)过流部件的汽蚀破坏
离心泵长时间在汽蚀条件下工作时,在连续强烈的高频(600~25000Hz)冲击下(压力达50MPa),金属表面出现麻点,严重时金属晶粒松动并脱落,呈现出蜂窝状、海绵状、沟槽状、鱼鳞状甚至穿孔、断裂。
实践,汽蚀破坏的部位,正是汽泡消失之处,所以常常在叶轮出口和压水室进口部位发现破坏痕迹。轴流泵和斜流泵,通常在叶片背面和外周出现破坏(叶片与叶轮室接触的地方,即间隙汽蚀)。
(3)性能下降
离心泵刚发生汽蚀时,对泵性能影响不大,待汽蚀发展到一定程度,由于叶轮和液体的能量交换受到干扰和破坏,大量的汽泡堵塞流道,泵的流量、扬程、效率 、轴功率曲线就会显著下降。
低比转数泵的特性急速下降;高比转数泵的特性下降较为缓慢,只是到了某一个流量后,性能才急剧下降;轴流泵无显著下降阶段,多级泵汽蚀只限于级,因而性能下降较单级泵为小
减少离心泵汽蚀的措施:
1、提高离心泵本身的抗汽蚀性能
(1)叶轮进口直径
(2)叶轮叶片进口宽度
(3)叶轮盖板进口部分曲率半径
(4)叶片进口边适当向吸入方向延伸
(5)叶片进口角
(6)尽量使叶片进口厚度薄
(7)增加叶片的光洁度
2、防止发生汽蚀的措施
(1)减少几何吸上高度Hg(或增加几何倒灌高度)。
(2)减少吸入损失hc(可管径、减少管路长度、弯头等)。
(3)选泵时,注意泵大流量的汽蚀余量,应使装置的汽蚀余量大于泵的汽蚀余量。
(4)在同样的转速和流量下,采用双吸泵(减小进口流速)。
(5)泵汽蚀时,把流量调小或降速运行。
(6)离心泵吸水池对泵汽蚀有重要影响。
(7)对于在苛刻条件下运行,为避免汽蚀破坏,离心泵可使用抗汽蚀材料。
汽蚀现象:
液体在一定温度下,降低压力至该温度下的汽化压力时,液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。汽蚀时产生的气泡,流动到高压处时,其体积减小以致破灭。这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。泵在运转中,若其过流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口稍后的某处)因为某种原因,抽送液体的压力降低到当时温度下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产生大量蒸汽,形成气泡,当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。
在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面,冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达每秒几万次,严重时会将壁厚击穿。在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。
水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外,还会产生噪声和振动,并导致泵的性能下降,严重时会使泵中液体中断,不能正常工作。
汽蚀余量:
指泵处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差,单位用米(水柱)标注,用(NPSH)表示,具体分为如下几类:
1,装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量,越大越不易汽蚀;
2,泵汽蚀余量,又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降,越小抗汽蚀性能越好;
3,临界汽蚀余量,是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量;
4,许用汽蚀余量,是确定泵使用条件用的汽蚀余量。
设计中,许用汽蚀余量=1。1~1。5临界汽蚀余量
离心泵运转时,液体压力沿着泵到叶轮而下降,在叶片附近的K点上,液体压力pK低。此后由于叶轮对液体作功,液体压力很快上升。当叶轮叶片附近的压力pK小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时,液体就汽化。
同时,使溶解在液体内的气体逸出。它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力**汽泡内的汽化压力,则汽泡又重新凝结溃灭形成空穴,瞬间内周围的液体以较高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击,使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。
这样,不仅阻碍液体正常流动,尤为严重的是,如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭,则液体就像无数个小弹头一样,连续地打击金属表面。其撞击频率很高(有的可达2000~3000Hz),于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等),它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200~300℃),还会形成热电偶,产生电解,形成电化学腐蚀作用,较加速了金属剥蚀的破坏速度。
上述这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为气蚀。
。
所谓气蚀,特指流体在高速流动和压力变化条件下,与流体接触的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。
在泵类机械中,若进口压力过低,溶解在流体中的气体将会��出,当进口压力降至被输送液体在该温度下对应的饱和蒸汽压时,液体将发生气化,两者所生成的汽泡随液体从向高压区流动,又因压力迅速而急剧冷凝,气泡瞬间溃灭。
周围液体以很大的速度从周围冲向气泡中心,产生频率很高、瞬时压力很大的冲击,使设备表面产生疲劳,发生腐蚀,这就是气蚀现象。
对于输送液体的泵设备,没有气蚀余量这样的说法。对往复式的压缩机,有存气余量或压缩余量之说,所指为活塞在上止点时,活塞**部与压缩室间存在的那部分容积,因为在上止点时,活塞与气缸盖之间在设计上留存有一定间隙,因此也将此间隙称为存气余隙。
这部分容积对压缩机发挥容积效率不利,但为了防止活塞运行到上止点时冲撞气缸盖,又是必须保留的,所以存气余量不能没有,但应该尽可能少。
.测量径向滑动轴承间隙有几种方法,如何利用竖井提高方法实施测量。在水泵的常识中,75.填充蓝色填充物的需求是什么,答:1)填料应切割成45度角,上下塔应连接并压入切口,相邻两圈的裂缝应错开约60度角,2)填料压力不应该太紧,压盖螺栓应称重并均匀压紧,压紧压盖深度一般作为一圈填料的高度,但大于等于5mm.
机械密封故障分析
1、
温度升高造成的故障
对于机械密封来说,温度的升高会造成故障,由于温度升高,造成机械密封端面润滑膜的汽化,使两端面出现干摩擦,由于产生的摩擦热量大,使得磨损加剧和造成热应力裂纹而使密封动静环断裂甚至碎裂。由于温度升高摩擦副浸渍物流出,使及摩擦副粘连,这时温度可能**过材料的极限使用温度导致不允许有的热变形,在突然载荷下也可能产生热应力裂纹造成密封故障以至密封失效。另外,温度的升高也可能使热镶环掉片或造成间隙值**过密封圈的允许值。在这种情况下,内压会把密封圈从间隙挤出造成故障。温度的升高也能造成沉淀积沉而妨碍密封工作。高压锅炉给水泵所用介质是工业清水,采用的机械密封是831机械密封,密封腔内温度高为180℃,所以在使用时温度不可过高。如果使用介质温度**过该极限温度,要采取适当的措施对密封腔加以冷却,以保证机械密封的正常使用,免出故障。
2、
动环炸裂、静环严重磨损造成的故障
高压锅炉给水泵用平衡型机械密封一般都装设冷却循环系统,以保证密封腔的温度,满足机械密封可靠使用。冷却循环系统上装有冷却器和过滤器,冷却器的作用是给水泵腔内热介质经过冷却器后降温,再循环到密封腔内。过滤器的使用是过滤循环的介质中的杂质,如果过滤器堵塞或系统管路泄漏或切换控制阀失灵,都会使密封腔内瞬间断水或时断时通,这时密封端面得不到良好的冷却、冲洗、形成温差,造成密封环的炸裂,使静环严重磨损,使密封泄漏造成故障。所以使用时要经常检查系统管路,过滤器要经常清洗,以防堵塞换热器要充分排气或在系统中装设报警器等,已达到及时排除故障延长机械密封的使用寿命。
3、
密封圈的损坏造成的故障
机械密封除了端面密封外,在和轴接触的部位和压盖接触的部位,使用密封O型圈、V型密封圈及U型密封圈等来解决静密封问题。高压锅炉给水泵采用平衡型机械密封的静密封,采用的是O型密封圈,其材料为橡胶制品,如果O型密封圈损坏,也造成故障产生少量泄漏,这时解决的方法是更换O型密封圈,以防泄漏的产生,根据我们多面工作经验一般O型密封圈产生故障有以下几个原因。
3.1、泵装配机械密封时,由于尺寸问题、倒角问题或工作不慎将O型密封圈卡坏,在U型密封圈断面直径的方向或轴向都可能发生卡坏现象,造成密封泄漏。
3.2、O型密封圈本身有缺陷也是造成故障原因,如O型密封圈制造时尺寸不合适,相对过盈量大,断面直径有缺肉现象,压模时由于模具直径磨损造成开模处有飞边问题都可能发生密封泄漏。
3.3、O型密封圈的材料不当,如泵温度较高而采用了不耐高温的橡胶圈,使用中产生橡胶老化,造成静密封故障。
上述现象采取的办法是提高装配质量,加强装配责任心,认真装配,避免将O型密封圈卡坏。另外,提高O型密封圈的本身质量,对有缺陷的O型密封圈和材料使用不当的要认真把好质量关防止问题的发生。
4、
用户由于使用不当造成的故障
高压锅炉给水泵在使用中是有一定的使用技术要求的,如果不按制造厂的技术要求,使用则要产生故障。
4.1、如在泵安装时,不能按安装使用说明书正确安装,致使泵产生振动,使泵内机械密封端面贴合不够好,或使端面打开产生故障,使密封泄漏。
4.2、泵运行时由于排气不充分或其他原因使密封腔内存有气体,运行时在密封腔内压的作用下,使摩擦副瞬间托开造成密封漏水故障。
4.3、循环系统清洗不干净或过滤不清洁、水质差、有异物、淤泥等,使摩擦面磨损严重也可造成故障。如安徽淮南电厂,由于水质太差、冷却循环不好、换热性能下降。
4.4、另外在泵运行时由于突然的压力波动,产生脉冲压力或频繁的启动都可能使传动部位,防转部位的薄弱环节产生破坏,造成机械密封故障。所以用户使用高压锅炉给水泵时首先要解决电厂工艺流程的正确性,在工艺流程运行时尽量减少压力波动,减少频繁启动的次数。另外,在机械密封的设计中要考虑磨损力矩从动环传递到轴上和从静环传递到泵定子上时以及启动力从轴上传递到动环上的传动系统时的强度计算和选择避免产生以上出现的问题。
二、
有效排除故障的措施
故障排除的办法有许多,下面列举几个常规方法,以供参考。
1、
在泵运行时必须监测机械密封冲洗水回水温升,正常运行在40℃~50℃为佳,当温度**过85℃时报警,当温度**过90℃时跳闸。
2、
改善水质。用户使用泵时,水质一定要按泵和机械密封使用要求执行。必要时可增加粗滤网进行粗滤,改善水质避免故障发生。
3、
对于密封循环系统要定时拆洗、清理污垢和杂质,特别是磁性过滤器必须定时切换清洗,以防污物堵塞过滤网,产生密封腔内断水,造成动环裂碎,产生故障。
4、
在泵运转操作**定要按使用说明书操作,做好排气,先给密封冷却水后再启动给水泵。反之操作由于先启动后给密封冷却水容易造成密封动静环炸裂。
5、
用户在小修期,更换机械密封时要注意,清洗密封各个零件,检查摩擦面,不可有划伤,橡胶O型密封圈是否有缺陷,确实没有问题方可安装。
气体溶解度的影响国外研究表明。
(4)气化压力影响研究表明,伴着气化压力的普遍增长,空化损伤先加大后减小,因伴着气化压力的普遍增加,流体中形成的不稳固气泡核的数量也一直增多,从而导致气泡破裂的数量普遍增长,冲击波强度普遍增多,气蚀率增多,但凡,一旦气化压力继续增长,气泡数量普遍增加到一定限度,气泡群形成层间距效应,阻止冲击波传播,削弱其强度,气蚀破坏程度反而会逐渐减小,(5)温度的影响流体中温度的变化将导致气化压力、气体溶解度、表面张力和影响气蚀的其余物理性质的巨大变化,因此可见,温度对空化的影响机理较为复杂,应结合实际情况实施判断,(6)表面张力的影响当另外因素保持不变时,环比减少流体的表面张力可以此降低气蚀损伤,伴着流体表面张力的环比。
空化率降下来,
长沙东方工业泵厂建厂于二十世纪八十年代,是湖南的水泵生产企业;自成立以来,东方人用自己的辛勤劳动,打造了湖南乃至全国工业泵行业实力卓着,品质精良的品牌——湘楚东方。 长沙东方工业泵厂厂部位于座落于美丽的浏阳河畔——湖南省长沙浏阳市镇头镇。这里山青水秀,人杰地灵。俯瞰浏阳河的地理位置,为产品的性能测试提供了得天*厚的条件;精益求精,讲求信誉的质朴民风保证了产品质量的精良。 长沙东方工业泵厂前身是一家专业从事水泵生厂的乡镇企业,为多家国营水泵厂从事配套生产。秉承以质为本,以信为先的企业宗旨,经过二十多年的艰苦创业,长沙东方工业泵厂从一家乡镇企业发展成为颇具规模的现代化综合性泵类生产企业。 现在的长沙东方工业泵厂,拥有员工将近二百人,专业研发人员有二十多人,厂房面积三千多平方米;在现代企业制度的治理下,厂部实行“精益生产”,建立了完善的质量管理体系,并-通过ISO9001质量管理体系认证;与各供应商,经销商及用户建立了双赢的长远合作关系,先后获得“湖南省消费者信得过单位”、“长沙市重合同,守信用单位”等荣誉称号;本厂的产品以质量可靠,运行平稳,经久耐用,服务周到,价格合理而**业界,深得用户**!产品**全国各地,**东南亚.服务领域遍及能源、矿山、冶金、石油、化工、建材、轻纺、食品、船舶、城市建设、大型农田排灌等生产生活领域,市场前景一片广阔