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      泵發生汽蝕現象的原因分析
      添加時間:2021年03月26日   新聞來源:上海BWIN皇马泵業製造有限公司   瀏覽次數:

      1、水泵發生汽蝕情況介紹

             某熱泵機房中,4臺河水取水泵的額定工況流量均爲Q-958m³/h,揚程H-21m,轉速n-1480rpm。水泵進、出口接管管徑均爲DN350,水泵本體接口口徑爲DN400。當水泵接通電源開始運轉後,可以很明顯的聽到水泵發出的“啪、啪、啪"的炸裂聲,通過超聲波流量計進行檢測,檢測到水泵出水流量僅爲680m³/h,與額定工況偏差很大,可以判定該水泵在運行過程中發生了很嚴重的汽蝕現象。

             發生汽蝕的原因分析有以下幾點:

             (1)水泵進口壓力低;

            (2)水泵進出口接管管徑偏小;

             (3)其他原因。

             

      2、水泵入口壓力分析計算與結論

      2.1、水泵進口壓力計算

             2.1.1、水泵吸入口前取水管網水力計算:

      圖片

             另外取水頭部過濾網+取水格柵阻力損失2m;水泵前Y型過濾器阻力損失1m。

             突變管局部阻力系數ξ= (1-A1/A2) ^2

             DN800突縮爲DN350,ξ- (1-12.25/64) 2-0.6538,局部阻力=2.193KPa

             DN350突擴爲DN400,ξ= (1-12.25/16)、2=0.055,局部阻力=0.186KPa

             彎頭、三通的局部水損取沿程水損的30%

          綜上計算:水泵若正常開啓運行後,從取水口至水泵吸入口總水損= (0.676+0.072) X1.3+2+1+0.238=4.21m

           2.1.2、水泵進口壓力:

             河水水位實測黃海高程爲0.54知,水泵吸入口實測高程爲-5.32m,大氣壓力10m。

             水泵吸入口之前壓力P=10+0.54-(-5.32)-4.21-11.65m

          2.1.3、水泵的必需汽蝕餘量NPSHr

             根據廠提供取水泵選型資料,查得本項目取水泵的性能特性曲線,在額定工況下,可知該水泵的必需汽蝕餘量爲6m。

      2.2、水的汽化壓力計算

             根據安託尼方程lgP-A-B/ (T+C)

             河水溫度爲30C時A=7.07406,B=1657.46,C=227. 02

             可計算出夏季30℃的河水的汽化壓力爲4.219KPa。 

      2.3、計算分析結論

             根據上述計算,考慮水體汽化壓力0.42m並附加0.3m的安全值,只需保證水泵進口壓力大於6.72m,實際的進口壓力爲11.65m,水泵進口壓力能滿足水泵必須汽蝕餘量的要求。水泵進口壓力低不是造成本項目取水發生汽蝕的主要原因。

             

      3、水泵進出口按管管徑計算分析

             水泵進出口管徑均爲DN350,外徑377mm,壁厚8mm,理論流量958m³/h,實際流量680m³ /h。在流量爲958m³ /h情況下,管道內水體流速爲2.60m/s;在流量爲680m³/h情況下,管道內水體流速爲1.85m/s。

             根據《現代泵技術手冊》中水泵設計要求:當水泵吸口。口徑小於DN250時,水泵吸口前管段水體流速宜控制在1.0-1.6m/s之間: 當水泵吸口口徑大於等於DN250時,水泵吸口前管段水體流速宜控制在1.2-2.0m/s。

             某熱泵機房取水泵進出口口徑均爲DN400,按上述要求,該取水泵吸入口前管段水體流速宜控制在1.2-2.0m/s 之間,而實際流速爲2.6m/s, 因此取水泵前後管徑偏小是造成本項目發生汽蝕的重要原因。

             

      4、其他原因分析

       4.1、水體中氣體含量較大

             某熱泵機房水源水來自其北面的蟒蛇河,蟒蛇河爲淡水河,水體中氧氣、二氧化碳等氣體含量較多。在其流經水泵吸入口後,由於水泵吸入口至水泵葉輪葉片處壓力降低,氣體溶解度降低,氣體析出,並且在葉片入口附。近液體壓力低處,甚至形成局部的真空,部分水體汽化, 加重汽蝕並使得水泵出水量降低。

      4.2、突縮管及突擴管

             河水從DN600引水管匯入機房內DN800的集水管內,再由DN350的支管引水至DN400的水泵吸入口,水在突縮管及突擴管中流動時都會產生局部的死區,導致水泵抽水量不足,從而形成汽蝕。

      圖片 

      4.3、水泵構造

             在水泵運行過程中,液體壓力沿着泵入口到葉輪入口而下降,在葉片入口附近液體壓力低,甚至形成局部的真空,所以,水泵在運行過程中,或多或少會產生汽蝕現象。

             

      5、現場整改

             根據上述分析,造成本項目取水泵發生汽蝕可能的原因爲水泵進出口管徑偏小,吸入口管道水體流速過大,並且水泵吸入口直管段距離太短,水力工況不好。受機房空間等限制,水泵吸入口前端做段長直管道不合實際,於是利用現場便利條件,將水泵吸入口徑調整爲DN400,吸入口管道內水體計算流速爲2m/s。調整完成後進行通電測試,水泵在開啓運行段時間後,已基本聽不到異響,使用超聲波測量儀檢測出水泵的出水流量爲930m³/h,已基本達到水泵額定工況下的流量。

             

      6、結論

             在開式取水系統設計中,除了需要選用高汽蝕性能的水泵及進行必須的汽蝕計算外,還需要嚴格控制水泵進出口的流速。

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