提高单级卧式双吸式离心泵耐汽蚀性能的措施和途径
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一、前言水泵作为一种通用机械在国民经济各个领域中都得到了广泛的应用。
由于腐蚀、冲刷、气蚀等破坏作用,使泵壳和叶轮表面变得凹凸不平,摩阻系数逐渐增加,泵效率下降,电耗增加,泵的使用寿命缩短。
利用高分子复合材料对水泵流道表面进行涂层保护处理,从而提高泵的抗腐蚀、磨蚀、气蚀的能力,降低摩阻系数,达到增加水泵的使用寿命和节能的目的。
双吸中开泵结构图二、企业存在的问题说明上图的叶轮、泵体是某电厂循环水泵拆下来使用一年的情况,可以看出在叶轮叶片进口稍后的部位以及叶片的顶部迎水面处冲刷、气蚀的比较严重,泵体的出水口处冲刷比较严重。
据企业介绍,该泵顶多使用两年叶轮就会造成冲刷、气蚀穿孔,不但影响泵的效率,还会造成泵的动平衡,从而造成电机的使用周期,最主要的是影响企业的正常运转。
除此之外还会造成设备产生噪声和震动,过流部件的剥蚀破坏,泵的性能下降。
三、损坏原因分析泵在运转中,若其过流部分的局部区域(通常体的绝对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。
气蚀可破坏金属表面的保护膜,使腐蚀速度加快;金属表面在这种冲击力的多次反复作用下,金属发生疲劳脱落,使表面出现小凹坑,进而发展成海绵状,严重时会将壁厚击穿。
四、修复方法介绍(高分子材料修复)高分子复合材料是专门针对泵叶轮、泵壳等部位气蚀、冲刷现象而研发的一种新型复合材料,在泵工作中能够有效缓解因气蚀现象对泵本体内部金属材质造成的气蚀破坏,同时该高分子材料具有优异的耐化学腐蚀性能和粘结力,保证缓解气蚀的同时避免了介质的腐蚀和涂层脱落问题。
该材料本身带有自流平的性能,增加了流道的光洁度,减少流体的阻力从而提高了泵效。
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提高离心泵抗气蚀性能的措施
提高离心泵抗气蚀性能的措施
一、提高进液装置有效气蚀余量的措施:
1.减小吸上装置泵的安装高度。
2.增加泵前贮液罐中液面的压力,以提高有效气蚀余量。
3.将上吸装置改为倒灌装置。
4.减小泵前管路上的流动损失。
如在要求范围尽量缩短管路,减小管路中的流速,减少弯管和阀门,尽量加大阀门开度等。
二、提高离心泵本身抗气蚀性能的措施:
1.采用前置诱导轮,使液流在前置诱导轮中提前作功,以提高液流压力。
2.设计工况采用稍大的正冲角,以增大叶片进口角,减小叶片进口处的弯曲,减小叶片阻塞,以增大进口面积;改善大流量下的工作条件,以减少流动损失。
但正冲角不宜过大,否则影响效率。
3.采用双吸叶轮,让液流从叶轮两侧同时进入叶轮,则进口截面增加一倍,进口流速可减少一倍。
4.采用抗气蚀的材料。
实践表明,材料的强度、硬度、韧性越高,化学稳定性越好,抗气蚀的性能越强。
5.改进泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。
增大过流面积;增大叶轮盖板进口段的曲率半径,减小液流急剧加速与降压;适当减少叶片进口的厚度,并将叶片进口修圆,使其接近流线形,也可以减少绕流叶片头部的加速与降压;提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失;将叶片进口边向叶轮进口延伸,使液流提前接受作功,提高压力。
大西洋泵业提醒您:以上措施可根据泵的选型、选材和泵的使用现场等条件,进行综合分析,适当加以应用。
离心泵汽蚀原因及预防措施离心泵是一种常用的水泵,广泛应用于城市供水、建筑冷却、工业流体输送等领域。
然而,在实际应用过程中,离心泵常常会出现汽蚀现象,严重影响了泵的运行效率和寿命。
因此,本文主要讨论离心泵汽蚀的原因,以及如何采取预防措施来避免这种现象的发生。
离心泵汽蚀的原因离心泵汽蚀的本质原因是水在泵内受到了过大的气体压力,从而形成了气泡。
这些气泡在泵内流动时会造成强烈的振荡和能量耗散,导致泵的性能下降,泵体和叶轮受到损伤。
那么导致离心泵汽蚀的原因有哪些呢?下面列举了几个主要因素:1. 设计因素离心泵的设计是汽蚀现象的根本原因之一。
不合理的设计会造成水流速度过大或泵的进口节流过小,从而导致水在泵内部形成气泡。
此外,叶轮的质量和工艺也是影响汽蚀的重要因素之一。
不合格的叶轮容易导致气泡形成和破裂,从而引起汽蚀。
2. 操作因素操作因素是影响离心泵汽蚀的主要因素之一,包括过高的进口流量、管道阻力过大、泵的启停频率不合理等。
例如,管道中出现斜坡、弯曲或阀门局部振荡等现象,都会引起温度和压力的变化,从而影响气体的释放和吸收。
因此,正确的操作方式是预防汽蚀的关键。
3. 工况因素离心泵在不同的工况下,也会受到不同程度的汽蚀影响。
例如,在夏季高温下,水中气体溶解度降低,气体逸出速度加快,容易出现汽蚀;在输送含有气体溶解物的液体时,也容易出现汽蚀现象。
因此,在不同的工况下,需要采取不同的措施来避免汽蚀的发生。
离心泵汽蚀的预防措施离心泵汽蚀是不可避免的,但可以采取一些预防措施来减少这种现象的影响。
下面列举了几个预防措施:1. 改善离心泵设计改善离心泵的设计,是预防汽蚀的重要措施之一。
应选择质量好、制造精度高的叶轮,避免过小的进口口径和转速过高造成的局部振荡等问题。
此外,在设计水管时也要考虑开口的位置、数量、大小和管道的阻力等,避免出现过小或过大的进口流量,从而引起汽蚀。
2. 加强操作和维护正确的操作和维护也是预防汽蚀不可或缺的步骤。
离心泵汽蚀原因分析及解决对策撰稿人:刘步宇化学品事业部机械动力部2004年11月目录摘要---------------------------------------------------(1)1、前言------------------------------------------------(1)2、工艺流程与设备概况----------------------------------(1)2.1 工艺流程简介----------------------------------------(1)2.2 离心泵参数------------------------------------------(3)3、泵运行状况------------------------------------------(3)4、汽蚀原因分析----------------------------------------(3)4.1 汽蚀现象-------------------------------------------(3)4.2 汽蚀成因分析---------------------------------------(4)4.3 PP-65泵汽蚀原因确定--------------------------------(7)5、汽蚀解决对策----------------------------------------(8)5.1 解决汽蚀方案的比选---------------------------------(8)5.2 解决汽蚀方案的确定--------------------------------(10)5.3 诱导轮的设计---------------------------------------(11)5.3.1 诱导轮的设计计算---------------------------------(11)5.3.2 安装诱导轮后的抗汽蚀性能计算---------------------(16)5.3.2.1诱导轮汽蚀余量----------------------------------(16)5.3.2.2 加装诱导轮后主叶轮汽蚀性能分析-----------------(16)6、实施效果---------------------------------------------(17)7、结论-------------------------------------------------(18)8、参考文献---------------------------------------------(18)离心泵汽蚀原因分析及解决对策摘要:本文通过对离心泵汽蚀原因进行分析,提出改善离心泵汽蚀性能的几个方案。
离心泵汽蚀发生原因及处理措施离心泵的安装高度取决于离心泵是否发生汽蚀,而离心泵汽蚀的发生是与被输送液体的汽化紧密相联的,所以,就应该研究液体汽化时的一种特殊情况——沸腾.以及液体沸腾时液面上的压力,饱和蒸气压。
随着海拔高度的升高,水沸腾的温度就会下降。
这是由于随着海拔高度的升高,空气逐渐变得稀薄,水面上空气分子的浓度降低,大气压力也随着降低,水中逸出的水分子所形成的压力越接近于大气压力。
当水蒸汽的压力与大气压力相等时,水就沸腾了,所以,液体在一定温度下沸腾时,液面上方的压力就称为该液体在这一温度下的饱和蒸气压。
为避免离心泵汽蚀现象的发生,叶轮人口处的绝对压力必须高于工作温度下液体的饱和蒸气压,泵人口处的绝压应该更高一些。
一般离心泵在出厂前都需经过实验,确定泵在一定流量与一定的大气压下汽蚀发生的条件,并规定一个反映泵的抗汽蚀能力的特性参数——允许汽蚀余量。
一、深井潜水泵不上水或者水量小原因水泵此时运行的电流和平常运行时候的电流差别有多大。
如果比平时运行时候小那么就有叶轮磨损、泵头最上面的止逆阀堵塞等问题。
如果和平时电流一样大,那么就是管垫漏水、管子漏水、泵体漏水等问题。
如果比平时运行的时候电流大,那么基本上可以确定是易损件磨损的问题。
电缆如果破损的话,水量跟平时是一样大,但是电流会变大。
3项380V 电机的电流一般是2.2A。
二、循环水泵的密封形式机械密封有单端机械密封和双端机械密封两种。
在密封腔内注入一定压力的水,在冷却的同时对两端进行清洗和摩擦。
填料密封:泵盖上装有填料函,填料函用软填料密封。
可将具有一定压力的水送入填料函内,供密封冷却,润滑、清洗用。
如何提高离心泵抗汽蚀性能福建南平农校李高寿内容摘要:从离心泵发生汽蚀的原因、危害中找出抗汽蚀性能的方法,一是确定泵的安装高度。
二是改进叶轮入口的几何形状。
三是采用抗汽蚀材料。
四是采用诱导轮。
关键词:机械剥蚀、允许吸上真空度、汽蚀余量、冲角我们在检修离心泵时,常常发现在叶片入口边靠近前盖板处和叶片入口边缘附近有许多麻点和蜂窝状凹坑或严重地破坏原有结构,甚至有的叶片和盖板被穿透的现象。
这就是由于汽蚀所引起的破坏,在离心泵运行中产生了噪音和振动,并伴随着流量、扬程、效率的降低而不能工作。
一、离心泵发生汽蚀的原因。
汽蚀现象是水和汽变化的物理特性,水在一定温度和汽化压力下促使它们相互转化。
由于离心泵在高速旋转的叶轮对液体作功,使液体能量增加,在相互作用过程中,液体的速度和压力在不断变化,而叶轮入口处是压力最低的地方,就会有蒸汽及溶解在液体中的气体从液体中大量逸出,形成许多蒸汽与气体混合的小气泡。
这些小汽泡随液体流到高压区时,气泡在高压区受压破裂而重新凝结。
在凝结过程中,液体质点从四周向气泡中心加速运动,在凝结的瞬间,质点互相撞击,产生很高的局部压力。
这些气泡如果在金属表面附近破裂而凝结,则液体质点就象无数小弹头一样,连续打击在金属表面上。
在压力很大、频率很高的连续打击下,金属表面逐渐因疲劳而破坏,这就是机械剥蚀作用。
在所产生的气泡中还有化学腐蚀作用,在气泡中的氧等活泼气体在借助气泡凝结时所放出的热量,对金属起化学腐蚀。
金属在气泡的机械剥蚀和化学腐蚀的共同作用下,加快了损坏速度,发生汽蚀的部位很快就被破坏成蜂窝或海绵状,使泵的性能下降,寿命缩短,直至无法工作。
针对汽蚀的破坏,从离心泵发生汽蚀原因中找出抗汽蚀性能的方法。
首先注意离心泵的安装高度。
泵的安装高度必须小于某一定值,也就是泵轴心线距液面的垂直高度(即吸上真空度),以确保叶轮内各处压力均高于液体的饱和蒸气压,避免产生汽蚀。
当离心泵吸入口处为绝对真空时,压力为10.33米汞柱高度,而吸入口处是不可能达到绝对真空的。
论离心泵的汽蚀现象科学分析及处理措施摘要从离心泵的实际工作过程来看,产生汽蚀现象是非常普遍的问题,为了预防汽蚀现象的出现,首先要对离心泵的工作原理有一定的了解,并且要分析汽蚀现象产生的原因,才能够采取针对性的处理措施。
文章主要对离心泵在工作过程中产生汽蚀问题的原因进行分析,并且对预防汽蚀现象的处理措施提出一定的看法。
关键词离心泵;汽蚀现象;处理措施1 离心泵工作原理以及汽蚀现象产生原因离心泵是一种在生产中得到广泛应用的液体传输装置,主要的工作原理则是借助高速旋转的叶轮去带动液体产生足够离心力,进而实现液体的传送目的[1]。
在离心泵运转之前,首先要往进水管与离心泵中灌满水,当离心泵的叶轮开始高速旋转时,则会带动泵内的水一同高速旋转,液体则会从入口高速通过到出口。
在强大的离心力作用下,压力与速度都会增加,液体被排除的过程也正是速度能与压力能转换的过程,此时叶轮中心的液体与吸入泵内的液体形成压力差,进而使得离心泵能夠保证液体从入口到出口的正常传送。
在离心泵的工作过程中,叶轮处于高速旋转状态,此时储存在泵内的液面与入口处的压面形成压强差,而当吸入液体的饱和蒸汽压Pv比叶轮入口处的最低压力Pk要大时,吸入的液体则会在叶轮入口处出现气化现象,进而叶轮入口处会堆积大量气泡,倘若气泡的气化压力比液体压力要小,那么叶轮入口处的液体会出现撞击现象,而离心泵内局部压力的增大会严重影响液体的正常传送,而且频繁而又猛烈的撞击会对过流部件造成严重的损坏。
这种因液体的气化、凝结而形成的高频率冲击负荷,对金属表面造成腐蚀、损害的现象也即是汽蚀现象,其形成机理可参考下图1所示。
2 汽蚀现象所带来的危害2.1 汽蚀现象会影响离心泵的使用性能汽蚀现象对离心泵使用性能所造成的影响是长期累积的结果,也正是因为汽蚀现象的发生初始时期对离心泵使用性能的影响并不明显,因此难以发现其存在,而往往当察觉到汽蚀现象的存在时,实际上其已经对离心泵的工作部件造成了一段时间的破坏,大量的气泡溃灭将离心泵的传送通塞堵塞,其工作效率、扬程、流量都会察觉到非常明显的影响,通过对离心泵的性能曲线进行描绘(如图2所示),从中可以看出汽蚀现象对离心泵的使用性能会有明显的制约。
离心泵汽蚀及解决方法离心泵汽蚀及解决方法在轮胎硫化过程中,内压过热水的稳定供给与循环是极其重要的。
在其完整的闭路循环系统中,热水循环泵如同人体的心脏一样重要,不可须央出现故障。
但是,实际的情况难免意外。
仅汽蚀来说,不仅造成水泵的损伤,尤其能导致循环系统产生大的压力波动,甚至顿时失压,对初硫化期间的轮胎造成了致命伤。
由此可见,认清汽蚀原因,采取有效防范或妥善解决措施是十分必要的。
1 汽蚀原因分析1.1 定性分析水泵吸入口处的水因汽化成汽泡,这些汽泡在水泵排出口之前被高压挤碎(水的质点在叶轮流道上运动时,是不断增大能量的,汽泡被挤碎的位置也是唯一的),由于汽泡的占空突然“消失”,引起了水质点的强烈冲击,造成对泵叶轮的汽蚀破坏,同时使泵出水压力波动,严重时产生失压。
水泵吸入口处水的汽化条件是:其压力突然低于该处水温对应的饱和蒸汽压力。
一个正在稳定运行的供热系统,压力、水温、流量稳定,在遇到下列情况(之一)时,就会使水泵入口处的水压降低。
(1)供入除氧器的蒸汽压突然降低;(2)供入除氧器的蒸汽温度突然降低;(3)大量地向除氧器中补充较低温度的凉水;(4)硫化车间用水量突然加大;(5)泵出口以外直至循环回除氧器管网中管路阻力突然大幅度减小;(6)泵出口以外直至循环回除氧器管网中突然有大量的泄漏。
一旦因上述情况使泵入口处压力降至低于饱和蒸汽压,就会产生汽蚀。
1.2 定量分析附图是除氧加热系统简图。
取除氧器内液面作基准高度,定义为“1-1”界面。
水泵入口处为“2-2”界面。
(1)安装高度计算Hg=P0/ρg-P饱/ρg -Δh-Σhf(1-2) (1)式中Hg——计算安装高度,m;P0——除氧器内汽压,Pa;P饱——热水泵入口处,即“2-2”界面处水的饱和汽压,Pa;ρ——液体密度,kg/m3;g——重力加速度,m/S2;Δh——泵的汽蚀余量,m;Σhf(1-2)——热水自除氧器流至水泵入口处的阻力损失,m。
离心泵的汽蚀在设计、选择和使用离心泵时,通常需要根据泵的吸入能力来确定和核算泵的安装高度,以保证泵能正常地吸入液体。
而离心泵能不能正常吸入液体又与吸入口处液流的状况有密切关系。
1.离心泵的汽蚀从离心泵的工作原理我们知道:流体之所以能被顺利地吸入叶轮,是由于叶轮中心处的流体被离心力甩出叶轮,在叶轮中心处由于流体的减少而形成低压区,流体在压力差的作用下被吸入叶轮。
事物都有两面性,从某种意义上讲,叶轮中心处低压区的形成是液体被吸入叶轮的先决条件,并在一定范围内,叶轮中心处与吸入罐之间的压差越大,流体越容易被吸入。
但液体的形态是随温度和压力不同而转化的,如水在20℃,2.4×103Pa时要气化。
一般情况下,温度一定时,压力越低,液体越容易气化;压力一定时,温度越高,液体越容易气化。
因此,在离心泵的工作过程中,如果叶轮中心处的压力低于液体在输送温度下的气化压力P t,液体就要发生气化现象。
由于液体在离心泵叶轮内的气化引起的对离心泵正常工作的影响称为汽蚀。
1)汽蚀现象在离心泵的使用过程中,有时会出现一些异常现象,如:在泵内产生一种特殊的噪声和振动,此时,泵理论排量排量、压头和效率都显著下降,严重时甚至泵的吸入过程也会中断,这种情况通常称为泵的汽蚀现象。
离心泵最易产生汽蚀的地方是在吸入管与叶轮进口处叶片的背面,为了防止汽蚀现象的出现,保证正常的吸入,在安装离心泵时,应进行泵的最大允许安装高度的计算。
2)汽蚀产生的过程(1)气体逸出,形成小汽泡如上所述,当离心泵叶轮入口处的液体压力低于输送温度下液体的气化压力p t时,液体就开始气化;同时,原来溶于液体中的其他气体(如水中的空气)也可能逸出。
此时,液体中有大量的小汽泡形成。
这种现象也称为空化。
(2)汽泡溃灭,重新凝结由气化和溶解气逸出形成的小汽泡,随液体在叶轮流道内一起流动,压力逐渐升高,当压力达到液体的气化临界值(泡点压力)时,汽泡在周围液体压力的挤压下,将会溃灭,重新凝结。
离心泵的汽蚀现象及其防范措施离心泵的汽蚀现象及其防范措施离心泵被广泛应用于石化、冶金、水利、电力及核电等工业领域,在各种生产装置中对液体介质进行动力输送,其性能可靠性对于装置的正常运行有着非常重要的作用。
汽蚀是离心泵运行中的一个重要现象,是影响离心泵运行可靠性和使用寿命最常见的问题,同时也是影响其向大流量、高转速方向发展的一个巨大的障碍,因此汽蚀成为目前泵类研究中的一个重要课题。
1.汽蚀的产生原理汽蚀是一种液体动力学现象,发生的根本原因在于液体在流动过程中出现了局部压力降,形成了低压区。
根据物理学知识可以知道,对于某种液相介质,在一定温度下对应着一定的饱和蒸汽压Pv,当介质的压力小于Pv时就会发生汽化。
离心泵运转时,介质进入泵吸入口后,在叶轮没有对介质做功前,压力是逐渐降低的,当压力降低到该处相应温度下的饱和蒸汽压时,介质就会沸腾汽化,使原来流动的介质出现大量的气泡,气泡中包含着输送介质的蒸汽以及原来溶解在介质中而逸出的空气。
当气泡随同液流从低压区流向高压区时,由于转动的叶轮对介质做功,介质压力迅速上升,当压力大于该处相应温度下的饱和蒸汽压Pv时,气泡又会重新凝结成为液相,瞬间形成大量的空穴,而周围的液相介质以高速冲向空穴相互撞击,使得空穴处的局部压力陡增。
这种液击是一种高强度、高频率的冲击,其压力可达数百个大气压以上,水击频率高达25000次/秒,材料壁面上因受到如此高频率、高压力的重复载荷作用而逐渐产生疲劳破坏。
在某些工况下,泵送介质中可能溶解有活性气体(如氧气等),借助于介质由气相凝结成液相时会释放大量的热量,对金属产生电化学腐蚀,加速腐蚀破坏的速度,致使金属表面出现麻点、穿孔甚至断裂。
这种在泵内出现的液相介质汽化、凝结、冲击,以致金属材料腐蚀破坏的现象总称离心泵的汽蚀。
2.汽蚀的危害汽蚀会影响离心泵的正常运行,引发许多严重后果。
2.1汽蚀会使离心泵的性能下降离心泵是通过叶轮的旋转将能量传递给介质,转化为介质的压力能,但汽蚀会对叶轮和液体之间的能量传递造成严重干扰。