高扬程电力提灌泵站水泵空蚀磨损及对策

张文玺

摘 要：泵站工程中主要的设备是水泵，在我国甘肃省地区已经建造了很多大中型的高扬程电力提灌泵站，在这些工程中安装了许多大小及类型不同的水泵，水泵作为向被输送的液体提供能量的设备，在它的运行过程中，会不可避免地产生空蚀磨损，主要集中在各个过流部件中，针对多泥沙河流的高扬程电力提灌泵站更是磨损情况突出，值得重视。本文将针对高扬程电力提灌泵站水泵空蚀磨损及对策两方面进行阐述探讨，希望为相关的工程提出一些理论参考，帮助节约泵站能源，降低水泵空蚀磨损的状态。

关键词：高扬程提灌泵站；水泵空蚀磨损；解决对策

水泵的空蚀磨损会使得水泵的效率以及出水量严重的下降，这样造成水泵站的能源单耗增加，大大地缩短了水泵的使用寿命，使其没有达到预期的使用寿命却报废。相比较水泵站其他的设备来说，水泵自身使用的期限较短，需要更新的次数比较频繁，这两个对高扬程电力提灌泵站工程设施进行老化管理费用考虑方面具有重要的影响。所以，对高扬程电力提灌泵站工程水泵空蚀磨损机理进行研究并且提出相对应的措施，对于防止高扬程电力提灌泵站工程水泵老化，降低维护泵站水泵设施老化的费用以及提高工程的运作以及管理体系等方面具有重要的意义。

1 高扬程电力提灌泵站水泵磨损问题

水泵遭受空蚀磨损后的特征主要表现在螺旋压水室中，密封环一周形成了与水流方向一致的一排密集的空蚀磨损现象，疏密度由内向外逐渐递减，深沟槽逐渐变为浅沟槽，直到泵腔最深的地方，减弱为鱼鳞形状。空蚀磨损首先严重影响的是水泵自身的容积效率，空蚀磨损后，间隙增大会导致高压侧的水流流向低压侧，产生泄漏的现象，其次因为泵体内部部分水流不能甩到出水口，而一直在泵体内部作环向的运动，这样会严重导致水泵的效率降低，并且空蚀磨损后，水泵面临的水流阻力系数增大，这样会造成水泵使用时的振动以及噪声的出现，因为空蚀磨损，导致水泵正常的使用寿命减少，这样会增加设备的维修费用，最后空蚀磨损后，叶轮磨损增加，出水量会受到明显的影响，减少出水量意味着能源单耗增加。以下将详细说明影响泵站水泵产生空蚀磨损的主要原因。

1.1 水泵吸水高度的原因

水泵内出现空蚀磨损现象的原因在于，根据流体力学以及水泵的设计原理可以知道，当真空值超过临界值时，就会出现空蚀磨损现象，根据泵站的设计装机高度与实际的装机高度进行统计和对比后可以发现，是否因为设计计算装机高度过高，才会导致叶轮的进口处压力比要求的值要低，导致水泵出现空蚀磨损。

1.2 水泵扬程的原因

尤其是离心泵，水泵是将动能转换位水流压能的机械，叶轮的切线速度与水泵扬程的1/2次方成正比，即扬程越高，叶轮切线速度越高，所以高速水流下，产生的空蚀磨损也越严重，具体体现在水泵叶轮的更换时间间隔较短，更新频率比较高。

1.3 水流中的含沙量及其大小的原因

水流中含沙量以及颗粒的大小在水泵正常运行过程中会影响到泵水的水流是否正常，在高速的水流区域，泥沙会造成水流紊乱，产生空蚀磨损，空蚀磨损造成的蜂窝状孔洞会增加水流的阻力，导致泥沙对水泵的磨损更加严重，这样加速磨损的结果是使得水泵的工程运行状况更加困难。

1.4 水泵使用的材质

耐磨损程度是选择水泵材质时重要的考虑因素之一，材料的硬度越大，一般来说耐磨性能越高，但如果硬度不大，弹性很好的话，耐磨性能也会很好，因为具有弹性的水泵材料会减少泥沙对于水泵的磨损，会吸收泥沙的高速运动产生的动能。

2 解决水泵磨损问题的对策

泵站的整体运作建立在水泵的基础上，为了系统的正常运作，必须对存在的问题进行分析和提出措施。及时发现问题的出现并且采取相应的解决措施，最大程度的避免对泵站后期系统的正常使用造成麻烦。

2.1 准确设定水泵吸水高度

根据以上的分析可以知道，水泵内出现空蚀磨损现象的原因在于真空值超过临界值，为了最大程度地避免水泵空蚀磨损现象的产生，要充分考虑泵站的设计装机高度与实際的装机高度，将两者进行统计和对比，检查是否因为设计计算装机高度过高，才导致叶轮的进口处压力比要求的值要低，导致水泵出现空蚀磨损，并且做出防御措施。

2.2 选择适当的水泵材料做好施工准备

确定水泵工程项目的目标和意向后，在展开施工之前，对采购的水泵材料进行管理和初次质检，使得采用的水泵材料能够符合工程的要求标准，发现不符合质量的水泵材料一定要坚决排除，不达标准绝不采用，避免造成工程质量问题，使以后的系统设备使用性能得到保障；同时需要相关从业人员认真研究施工的设计图纸，严格按照施工图纸的标准进行技术上的后期实现。

2.3 泵站水泵设备的维修

在经济可持续发展的战略目标影响下，相关行业也需要加强节约能源和环保的措施。对于泵站的具体实施中来说，选择节能环保的材料属于必不可少的步骤，这不但可以降低能源损耗，有效地利用已有的城市资源外，还可以促进相关工程的不断革新和新型技术的使用，提高建筑工程的使用寿命。水泵设备在前期的设计安装过程中变得尤其复杂，后期使用过程中不可避免的会出现问题，影响到泵站的正常运行，比如叶轮更新问题等，如何进行后期维修以延长水泵的使用寿命和保障泵站继续使用正常运行变得尤其重要。

3 结语

本文章主要针对高扬程电力提灌泵站水泵的空蚀磨损进行分析，提出了相关企业应该不断完善解决问题的措施方案，主要针对水泵吸水高度的确定以及水泵使用材料的确定做出约束和规定，同时提出了在21世纪经济可持续发展的战略指导下，应该增加节能材料的使用，提高成品使用质量。

参考文献：

[1]郭清钢.高扬程电力提灌工程中节能降耗措施的创新研究[J].农业科技与信息，2018（11）：81.82.

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