水泵气蚀产生的原因及处理措施

2020-12-02黄永能李俊龙

商品与质量 2020年20期

黄永能李俊龙

广西柳州钢铁集团有限公司炼铁厂广西柳州 545000

水泵在运行的过程中存在气蚀现象，这种气蚀现象会为轮室造成比较严重的伤害，不利于机组的长期稳定运行，因此，为了尽可能地延长机组的寿命，延长其稳定工作的时间，必须要针对受到气蚀侵蚀的区域加以防护。本文将针对气蚀的原因、气蚀的危害、前池水流解析、进水池流态解析、机组运行五个方面来进行探究与说明。

1 气蚀的原因

气蚀主要与运行机组内的液体有关。当管道中的液体压强小于等于液温下相应汽化压强时，会产生气泡，当蒸汽混着气泡进入到高压区，尤其是叶轮片后侧的部分时，蒸汽就会再次凝结成水，导致气泡破裂，进而对管壁造成冲击，这种冲击的强度有时甚至能达到几千个大气压，会对水泵机组造成严重的伤害，长期的积累会导致机组产生材料的损耗，从而导致安全问题的发生。

2 气蚀的危害

一般来说，气蚀所造成的危害主要有以下几个方面：首先，气蚀会对流道造成损伤，尤其是对叶轮机组造成破坏。在气蚀严重的条件下，叶轮工作几个月就不得不进行更换或是维修，造成了比较高的设备维护成本。除了叶轮之外，泵壳、导叶等部位也可能受到比较严重的损害。其次，气蚀条件下，水泵的工作效率会受到影响，降低其工作性能。最后，在气蚀条件下，机组运行时会产生比较大的噪音，同时也可能发生比较剧烈的振动，如果这种振动与机组正常运行时所产生的振动的频率相近或者是相同，就有可能导致共振，进一步破坏机组的运行条件，甚至有可能导致安全事故的发生[1]。总之，气蚀对于机组运行所产生的影响是非常严重的，其害处较大，在对机组进行日常维护和检测时，必须要对气蚀问题加以解决，否则可能导致比较严重的后果。

3 前池水流解析

在水泵设计的过程中，尽管会考虑漩涡和回流等问题的发生，但是设计条件下的理想状态毕竟与实际运行的条件有所不同，在实际工作的状态下，水流的紊乱依然有可能导致在水流的两边形成回流，从而导致漩涡的产生。如果水流量较大，不能够及时地对漩涡进行疏通，就有可能导致漩涡的不断强化，最终对测壁形成较大的压力，在恶化水流条件的同时，对水泵的工作性能也造成了比较大的影响。如果水泵的叶轮转动方向和回流的方向不同，就会对水泵造成更大的压力，水泵运行的功率不得不随之增加，如果这种状态持续了比较长的时间，会对水泵的性能造成严重的影响[2]。

4 进水池流态解析

通常情况下，我们主要采用正向进水的方式来进行前池的水流供给，而前池建立进水道之后，会各自流向单独的进水池，前池与进水池的水流状态实际上是相互联系的。因此，想要水泵能够维持比较好的吸水状态，不光要确保前池的水流稳定，更要尽可能地保证进水池的水流稳定，确保流速无旋涡和回流，否则就有可能加重水泵的气蚀问题，造成机组的共振，影响机组的工作效率。接下来针对水泵的工作过程中常见的两种问题，分别进行阐述。目前来说，进水池中主要产生的旋涡主要分为表面漩涡和附壁漩涡这两个类型。首先，表面旋涡主要出现在进水池水位下降、表层水流增大并出现混乱的时候，如果水泵的流量不发生变化，表层的流速继续保持增大，那么漩涡的流速也会因此而增大，漩涡底部所产生的凹陷就会随着时间的推移不断加深，其对于四周所造成的压力也就越大，当这种漩涡强化到一定程度时，就会对水泵的工作环境造成极大的影响，从而降低水泵的工作效率，对水泵机组造成损伤。附壁漩涡则主要是针对于池壁和池底附近所产生的小漩涡，这种漩涡同样会导致空气流入底部凹陷，影响水泵的工作效率。总而言之，流速的变化和紊乱会导致漩涡的产生，而漩涡的产生会导致水泵气蚀问题的加深，想要进行改变，就必须要对水流进行调整[3]。

5 机组运行条件

在实际的工作条件下，大多数泵站的运行机组数量在四组左右，因此我们在实际检验的过程中也进行了四组机组的运行模拟。如果从机组运行模式来讲，机组并没有比较明显的差距，但是如果要针对于水池的水流态势来看的话，机组在不同位置进行工作，对水流会产生不同程度的影响。如果我们在实践中将四组机组安排在了同一侧的方向，就会导致进水池的这一侧的水流流速过快，而另一侧的水流由于缺乏动力而流速过慢，这样就使得水流形成了弯曲的流向，导致流速较慢的那一侧更容易出现回流或漩涡等问题。如果我们将四台机组均匀地分布在各个方位，那么我们就可以看到，由于这四台机组的分布较为合理，对水流的加速效果较为均衡，整体水流流速比较均匀，那么所产生的旋涡和回流就比较少。如果我们将四台机组均布置在中间部分来进行工作时，我们就会发现，池中的水流分布态势是最稳定的，水流基本不存在大的偏差，大体实现了水流到水泵的稳定流动，通过检测感知我们可以发现，在这种情况下，水泵所产生的噪音是最小的，其发出的振动也是最弱的。这说明，在这种条件之下，水泵所受到的气蚀效果是最小的。在四台或四台以上的机组工作时，要尽可能地将机组集中在靠水池中间的部分进行工作，这样有利于稳定池中水流的整体流速，有利于保证水泵稳定的工作性能，提升水泵的工作效率。在机组运行的过程中尽可能地确保机组的工作条件向这种方向去靠拢，尽可能地减小水泵所受到的气蚀问题的影响。