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高温锅炉给水泵为什么会出现汽蚀?

高温锅炉给水泵为什么会出现汽蚀?
时间:2021-03-08
水泵中的液体局部压力下降到临界压力时,液体中便会产生气泡。汽蚀是气泡聚集、运动、分裂、消灭的全过程。临界压力般接近汽化压力。高温锅炉给水泵对泵体结构、抗压性、稳固性要求比较高,良好的流道设计和叶轮的设计能够最大程度上减少气蚀对锅炉泵的损害。

  水泵中的液体局部压力下降到临界压力时,液体中便会产生气泡。汽蚀是气泡聚集、运动、分裂、消灭的全过程。临界压力般接近汽化压力。高温锅炉给水泵对泵体结构、抗压性、稳固性要求比较高,良好的流道设计和叶轮的设计能够最大程度上减少气蚀对锅炉泵的损害。

高温锅炉给水泵

  高温锅炉给水泵汽蚀或汽蚀过程就是流动的液体产生气泡并随后发生破裂勺过程。当流体的绝对速度增加,由于流体的静压力下降,对于定温度下流体的某些特定质点来说,虽无热量自外部输入,但它们已达到了汽化压力,使得质点汽化,并产生汽泡。沿着流道,如果流体的静压力随之再次升高,大于汽化压力,汽泡就会迅速破裂,产生巨大的属于内向爆炸性质的冷凝冲击。若汽泡破裂不是发生在流动液体时,而是发生在导流组件的壁面处,则汽蚀会导致壁面材料受到浸蚀。

  当高温锅炉给水泵在汽蚀状况下操作时,即使没有发生壁面材料的浸蚀,也会发现此时高温锅炉给水泵的噪声增大,振动加剧,效率下降,以及扬程降低。装置汽蚀余量:又称为有效的汽蚀余量。装置汽蚀余量是由于吸入装置提供的在高温锅炉给水泵进口处单位重量液体目有超过汽化压和水头的富余能量。国外称此为有效的净正吸头,即泵进口处(位置水头为零)液体具有全水头减去汽化压和水头净剩的值,用 NPSHa表示。它的大小与装置参数跟液体性质有关。因为吸入装置的水力损失和流量的平方成正比,所以 NPSHa随流量增加而减小。NPSHa-Q是下降的曲线。

  多级高温锅炉给水泵汽蚀余量与装置参数无关,只与泵进口部分的运动参数有关。运动参数在一定转速和流量下是由几何参数决定的。这就是说 NPSHr是由泵本身吸水室和叶轮进口部分的几何参数)决定的。对既定的泵,不论何种液体(除粘性很大。影响速度分布外),在一定转速和流量下流过泵进口,因速度大小相同故均有相同的压力降, NPSHr相同。所以 NPSHr和液体的性质无关(不考虑热力学因素)。 NPSHr越小,表示压力越小,要求装置必须提供的 NPSHa小,因而泵的抗汽蚀性能越好。

  高温锅炉给水泵汽蚀余量( NPSHr)和泵内流动情况有关,是由高温锅炉给水泵本身决定的平衡泵进口部分的压力降,也就是为了保证泵不发生汽蚀,要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量。国外称此为必需的净正吸头。泵汽蚀余量的物理意义表示液体在泵进口部分压力下降的程度。所谓必需的净正吸头,是指要求吸入裝置必须提供这么大的净正吸头,方能补偿压力下降,保证泵不发生汽蚀。

  高温锅炉给水泵汽蚀有哪些危害:

  A、过流部件腐蚀

  腐蚀原因有两个:是由于气泡破灭时产生高频(600~25000HZ)冲击,压力高达49Mpa,致使金属表面出现机械剥蚀;二是由于汽化时放出热量,并有温差电池作用产生水解,产生的氧气使金属氧化,发生化学腐蚀。

  B、泵性能下降

  泵汽蚀时叶轮内的能量交换受到干扰和破坏,在外特性上的表现是Q-H曲线,Q-P、Q-η曲线下降,严重时会使泵中的液流中断,不能工作;

  对于低比转速,由于叶片间流道窄而长,旦发生汽蚀,气泡充满整个流道,性能曲线会突降。对于中高比转速,流道短而宽,因而气泡从发生发展到充满整个流道需要个过渡过程,相应的性能曲线开始是缓慢下降,之后增加到某流量时才急剧下降;

  高温锅炉给水泵易发生汽蚀的部位:

  1)叶轮曲率大的前盖板处,靠近叶片进口边缘的低压侧;

  2)压出室中蜗壳隔舌和导叶的靠近进口边缘低压侧;

  3)无前盖板的高比转数叶轮的叶梢外圆与壳体之间的密封间隙以及叶梢的低压侧;

  4)多泵中第叶轮。

  提高高温锅炉给水泵本身抗气蚀性能的措施:

  1)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,使其接近流线型,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;

  2)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;

  3)采用双吸叶轮,让液流从叶轮两侧同时进入叶轮,则进口截面增加倍,进口流速可减少倍;

  4)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;

  5)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;

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