锅炉给水泵汽蚀原因分析及解决措施

2012-12-19河南省郑州市郑州电力机械厂

河南科技 2012年18期

河南省郑州市郑州电力机械厂翁凯

徐州金山桥热电有限公司2 台主给水泵使用的是郑州电力机械厂生产的12SB-T 型锅炉给水泵，该泵为单壳体、分段式、多级离心泵。转子依靠位于轴承内的2 个滑动轴承支承，轴承采用油环甩油的自然润滑方式；平衡装置由依靠轴套螺母固定在轴上的平衡盘和装在平衡室盖内的平衡套组成，用以自动平衡给水泵的轴向力；轴封采用填料密封结构形式，在水封体处设有密封填料箱，填料箱内装有高水基盘根，并用填料压盖将它压紧；冷却方式为外部冷却水冷却。锅炉给水泵主要性能参数见表1。

表1 锅炉给水泵主要性能参数

2012年9月，根据客户反馈，公司2 台锅炉运行时蒸汽流量共120 t/h，单独运行6#或7#给水泵时，出口压力只有5.8 MPa，满足不了锅炉上水量。锅炉给水泵实际运行参数见表2。

表1 锅炉给水泵实际运行参数

2012年10月，在售后服务人员的见证下，锅炉给水泵进行试验。试验结果表明，该泵出力达不到铭牌上的参数。同时发现流量在119 t/h 时，出口压力由7.0 MPa 降至6.0 MPa，压力降低，而流量没有变化。6#给水泵去掉滤网再次进行试验，出口压力低于7.4 MPa，电流依然偏大，进口处有异音。返厂检修发现，第一级导叶前盖板冲透，出口叶片冲刷掉块，导叶从中段内掉出，有明显的汽蚀现场。

一、锅炉给水泵汽蚀产生的原因及影响

1.汽蚀的概念及常见原因。由于流体流经泵的过流部件过程中，随着流体压力的降低，当在叶片附近流体的压力降低到低于流体本身的饱和蒸汽压时，流体便会汽化产生气泡。随着气泡继续增大，在气体溶解、蒸汽凝结等外界条件下溃灭消失，从而引起局部水锤作用，对过流部件造成侵蚀破坏。这种伴有气泡产生、破灭、冲击、腐蚀的综合过程，被称为泵的汽蚀过程。

泵内局部压力降低到水的汽化压力是产生汽蚀的直接原因，泵吸上高度过大、泵偏离设计工况运行、水泵过流部件材和泵本身抗气蚀性能较差、泵内水流经过狭窄的间隙等原因均会降低泵内局部压力。

2.汽蚀现象对离心泵本身的影响。

（1）会降低泵的流量、扬程和效率。随汽蚀现象的发展，这种影响会逐渐加剧，当汽蚀区占据叶轮的整个过流通道时，就会使离心泵产生工况中断，从而导致离心泵不能正常工作。

（2）会引起泵的过流部件，特别是叶轮的背后产生斑点和沟槽。时间一长，就会使过流部件受到破坏，使叶片断裂脱落，轻者会降低泵的工作性能指标，影响工作稳定性，重者会破坏泵的正常工作。

（3）会造成整个机组及其连接管路的剧烈振动。剧烈振动会产生噪音，影响可拆零件的连接和泵的密封性，还会造成材料疲劳破环，从而降低了离心泵安全运行的可靠性。

二、减轻和防治汽蚀锅炉给水泵的措施

水泵的汽蚀是由水泵本身的汽蚀性能和抽水装置的使用条件决定的。为防止水泵汽蚀，一方面应提高水泵自身的抗气蚀性能，另一方面则应合理布置水泵的吸水管路系。一定程度的汽蚀是不可避免的，因此，减轻和防治汽蚀尤为重要。

1.正确地确定水泵安装高程。在设计泵站时，要使装置汽蚀余量大于水泵的允许汽蚀余量，水泵进口处的吸上真空度小于水泵的允许吸上真空度。

2.要有良好的进水条件。进水建筑物内的水流要平稳、均匀，不产生漩涡。

3.提高泵本身的抗气蚀性能。要充分考虑叶轮进口直径、叶片进口宽度、叶轮盖板进口部分曲率半径、叶片进口边的位置和叶片进口部分的形状、叶片进口冲角、叶片进口厚度、平衡孔、光洁度等因素对水泵抗气蚀能力的影响。

4.采用耐汽蚀材料和涂料。在发生汽蚀的部位涂一层环氧树脂，可以提高叶轮表面的抗气蚀性能，减轻叶轮表面被汽蚀破坏的程度。

三、可行性方案

在离心泵设计时，要准确计算泵的汽蚀性能，以保证在工作范围内不应产生汽蚀，还可以采用一些结构与工艺措施来提高离心泵的汽蚀性能。如，采用合理的叶轮结构设计，以提高叶轮的抗气蚀性能；采用良好的静密封与动密封结构，以提高吸入管路密封性和防止吸入空气；采用良好的抗腐蚀和抗侵蚀材料，以增加过流部件的抗气蚀性能；提高过流部件表面的加工精度和光洁度，以减小液流的摩擦损失；正确设计吸入接管和吸入管路，以减少液流的阻力损失等。