离心泵的汽蚀及其预防措施

2022-10-19

离心泵在原油的生产过程中应用非常的广泛, 这是一种非常常见的液体输送装置, 而汽蚀现象是离心泵工作过程中出现率很高的一种问题, 汽蚀现象的存在对于离心泵的正常工作会有一定的影响, 同时会给离心泵的管理、维护等工作带来麻烦, 为了保证离心泵的正常工作, 延长离心泵的使用寿命, 采取有效的措施, 防止汽蚀现象的出现是非常有必要的。

一、离心泵的工作原理及汽蚀现象的产生机理

离心泵是一种应用非常广泛的液体传输装置, 其主要的工作原理是靠高速旋转的叶轮来使液体产生足够的离心力来完成相关的液体传送工作, 在离心泵开始正常工作之前是需要在进水管及泵体中灌满水的, 一旦叶轮开始高速的旋转, 水也会随之进行高速的旋转, 液体从进口到出口流动的过程中, 在离心力的作用下, 压力及速度会有所增加, 而液体在被排出的过程中, 会完成速度能与压力能的转换, 这样的情况下就会在叶轮的中心处的液体与吸入罐处的液体产生很大的压力差, 有这种压力差的存在, 离心泵就能完成液体的吸入与排出工作, 保证液体的正常传输。

离心泵在正常工作的过程中, 叶轮会进行高速的旋转, 贮存槽内的液面与泵的吸入口压面之间必然会存在一定的压强差, 当被吸进的液体的饱和蒸汽压Pv大于叶轮进口处的最低压力Pk时, 所吸进的液体就会在叶轮的进口处发生气化现象, 在这种情况下, 液体中的气体也会产生逸出现象, 在叶轮进口处形成大量的小气泡, 如果气泡内的气化压力小于液体压力, 叶轮入口处的液体就会发生相互撞击, 这种局部压力的迅速增大会对液体的正常传送造成很大的影响, 同时, 液体对周围的金属表面进行快速的、频繁的撞击会造成金属表面的损坏。另一方面, 液体中很可能还存在着一些氧气等活性气体, 而此时的气泡热量又恨高, 很容易造成金属表面的腐蚀。

上文中所描述的因液体的气化、凝结形成一种高频率的冲击负荷, 对金属表面造成损害、腐蚀的现象就是汽蚀现象, 其形成的机理可以用图1进行表示。

二、汽蚀现象的危害

1. 汽蚀现象对离心泵使用性能的影响

汽蚀现象对于离心泵工作性能的影响不是瞬时产生的, 然而由于在其发生的初期对于离心泵工作性能的影响并不是很明显, 很难被发现, 一旦发现汽蚀现象的存在, 就已经对相关的工作部件造成了破坏, 大量气泡的溃灭会对离心泵的传送通道产生一定的阻塞作用, 离心泵的工作效率、扬程、流量等会受到明显的影响, 对离心泵的性能曲线进行描绘, 发现汽蚀现象会造成其使用性能的明显下降。

2. 汽蚀现象对离心泵正常工作的影响

在离心泵中的汽蚀现象发生的过程中, 会因为气泡的破裂而造成液体之间以及液体与传送通道之间的撞击, 这种强烈的撞击会产生很大的噪声, 严重的会引起离心泵的振动, 这种强烈的振动会对离心泵的正常工作产生严重的影响, 甚至导致离心泵停止工作。

3. 汽蚀现象对过流部件的影响

在汽蚀现象的发生过程中, 会对传送通道的金属表面产生一定的机械撞击以及电化学腐蚀, 这会对过流部件产生非常严重的影响, 在汽蚀现象的初期, 过流部件的金属表面上会产生麻点, 随着汽蚀现象发生时间的延长, 过流部件金属表面的损坏会更加的严重, 甚至会导致过流部件的穿孔, 影响非常的恶劣。

三、汽蚀余量分析

有效汽蚀余量一般用NPSHa表示, 其表示的含义是液体到达泵入口处时能头高出气化压力能头Pv的值, 它主要反映的是吸入装置对汽蚀的影响作用, 它的值越大, 发生汽蚀的概率就越小。而泵中的液体从入口处到泵中的压力最低点处的能头损失是必须汽蚀余量, 一般用NPSHr来表示, 它主要反映的是泵本身必须具有的汽蚀余量, 它的值越小, 发生汽蚀的可能性越小, 因此, 要对离心泵中的汽蚀进行有效的控制, 就要处理好二者的关系, 通过对其各项参数的计算得知, 二者的判别式关系为: (1) 当NPSHa与NPSHr的值相等时, 是汽蚀是否发生的临界点; (2) 当NPSHa的值大于NPSHr的值时, 不会发生汽蚀; (3) 当NPSHa的值小于NPSHr的值时, 会发生汽蚀。

四、预防汽蚀现象的措施

1. 对离心泵中的过流部件的位置进行合理的布局, 有效提高NPSHa值

由上文中的分析得知, 当NPSHa的值大于NPSHr的值时, 离心泵中不会发生汽蚀, 由此可见, 提高NPSHa的值是预防汽蚀现象的有效措施, 这就需要在离心泵的各部件安装过程中, 进行合理的布局, 适当的增加吸入罐中的液面压力, 降低离心泵的安装高度, 有效减少泵的吸上真空度, 采取有效的措施减少吸入管道上的阻力损失, 还可以适当降低传送液体的温度, 这些都是提高NPSHa值的有效手段。

2. 提高离心泵自身的抗汽蚀性能

增加离心泵自身的抗汽蚀性能也是有效的预防离心泵受汽蚀现象影响的措施, 其主要的方法有: (1) 采用双吸式叶轮来增加进口面积, 减少液体的绝对速度; (2) 适当的增加叶轮入口处的直径, 减少进口速度; (3) 在过流部件的选择过程中, 选择抗汽蚀性能良好的材料。

结束语

在离心泵的工作过程中, 汽蚀现象对其正常工作具有非常严重的影响, 本文就根据离心泵的工作原理, 分析了离心泵中汽蚀现象产生的过程, 并阐明了汽蚀现象对离心泵的危害, 针对汽蚀现象的产生原因, 提出了相关的预防汽蚀现象产生的措施, 能够有效的减少汽蚀现象的产生, 对于离心泵工作效率的提高有积极的作用。

摘要：在离心泵工作的过程中, 汽蚀现象是一种非常常见的问题, 要想预防汽蚀问题的发生, 就要在了解离心泵的工作原理的基础上, 对汽蚀产生的原因进行分析, 并采取有效的预防措施, 本文就对离心泵工作过程中的汽蚀问题的产生原因进行分析, 并提出相关的预防措施, 防止离心泵工作过程中汽蚀现象的发生。

关键词：离心泵,汽蚀,预防措施