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水泵汽蝕水錘産生的原因

生活 更新时间:2025-01-08 03:37:06

1、水泵發生汽蝕情況介紹

某熱泵機房中,4台河水取水泵的額定工況流量均為Q-958m³/h,揚程H-21m,轉速n-1480rpm。水泵進、出口接管管徑均為DN350,水泵本體接口口徑為DN400。當水泵接通電源開始運轉後,可以很明顯的聽到水泵發出的“啪、啪、啪"的炸裂聲,通過超聲波流量計進行檢測,檢測到水泵出水流量僅為680m³/h,與額定工況偏差很大,可以判定該水泵在運行過程中發生了很嚴重的汽蝕現象。

發生汽蝕的原因分析有以下幾點:

(1)水泵進口壓力低;

(2)水泵進出口接管管徑偏小;

(3)其他原因。

2、水泵入口壓力分析計算與結論

2.1、水泵進口壓力計算

2.1.1、水泵吸入口前取水管網水力計算:

水泵汽蝕水錘産生的原因(水泵汽蝕的原因分析)1

另外取水頭部過濾網 取水格栅阻力損失2m;水泵前Y型過濾器阻力損失1m。

突變管局部阻力系數ξ= (1-A1/A2) ^2

DN800突縮為DN350,ξ- (1-12.25/64) 2-0.6538,局部阻力=2.193KPa

DN350突擴為DN400,ξ= (1-12.25/16)、2=0.055,局部阻力=0.186KPa

彎頭、三通的局部水損取沿程水損的30%

綜上計算:水泵若正常開啟運行後,從取水口至水泵吸入口總水損= (0.676 0.072) X1.3 2 1 0.238=4.21m

2.1.2、水泵進口壓力:

河水水位實測黃海高程為0.54時,水泵吸入口實測高程為-5.32m,大氣壓力10m。

水泵吸入口之前壓力P=10 0.54-(-5.32)-4.21-11.65m

2.1.3、水泵的必需汽蝕餘量NPSHr

根據廠提供取水泵選型資料,查得本項目取水泵的性能特性曲線,在額定工況下,可知該水泵的必需汽蝕餘量為6m。

2.2、水的汽化壓力計算

根據安托尼方程lgP-A-B/ (T C)

河水溫度為30C時A=7.07406,B=1657.46,C=227. 02

可計算出夏季30℃的河水的汽化壓力為4.219KPa。

2.3、計算分析結論

根據上述計算,考慮水體汽化壓力0.42m并附加0.3m的安全值,隻需保證水泵進口壓力大于6.72m,實際的進口壓力為11.65m,水泵進口壓力能滿足水泵必須汽蝕餘量的要求。水泵進口壓力低不是造成本項目取水發生汽蝕的主要原因。

3、水泵進出口按管管徑計算分析

水泵進出口管徑均為DN350,外徑377mm,壁厚8mm,理論流量958m³/h,實際流量680m³ /h。在流量為958m³ /h情況下,管道内水體流速為2.60m/s;在流量為680m³/h情況下,管道内水體流速為1.85m/s。

根據《現代泵技術手冊》中水泵設計要求:當水泵吸口。口徑小于DN250時,水泵吸口前管段水體流速宜控制在1.0-1.6m/s之間: 當水泵吸口口徑大于等于DN250時,水泵吸口前管段水體流速宜控制在1.2-2.0m/s。

某熱泵機房取水泵進出口口徑均為DN400,按上述要求,該取水泵吸入口前管段水體流速宜控制在1.2-2.0m/s 之間,而實際流速為2.6m/s, 因此取水泵前後管徑偏小是造成本項目發生汽蝕的重要原因。

4、其他原因分析

4.1、水體中氣體含量較大

某熱泵機房水源水來自其北面的蟒蛇河,蟒蛇河為淡水河,水體中氧氣、二氧化碳等氣體含量較多。在其流經水泵吸入口後,由于水泵吸入口至水泵葉輪葉片處壓力降低,氣體溶解度降低,氣體析出,并且在葉片入口附。近液體壓力低處,甚至形成局部的真空,部分水體汽化, 加重汽蝕并使得水泵出水量降低。

4.2、突縮管及突擴管

河水從DN600引水管彙入機房内DN800的集水管内,再由DN350的支管引水至DN400的水泵吸入口,水在突縮管及突擴管中流動時都會産生局部的死區,導緻水泵抽水量不足,從而形成汽蝕。

水泵汽蝕水錘産生的原因(水泵汽蝕的原因分析)2

4.3、水泵構造

在水泵運行過程中,液體壓力沿着泵入口到葉輪入口而下降,在葉片入口附近液體壓力低,甚至形成局部的真空,所以,水泵在運行過程中,或多或少會産生汽蝕現象。

5、現場整改

根據上述分析,造成本項目取水泵發生汽蝕可能的原因為水泵進出口管徑偏小,吸入口管道水體流速過大,并且水泵吸入口直管段距離太短,水力工況不好。受機房空間等限制,水泵吸入口前端做段長直管道不合實際,于是利用現場便利條件,将水泵吸入口徑調整為DN400,吸入口管道内水體計算流速為2m/s。調整完成後進行通電測試,水泵在開啟運行段時間後,已基本聽不到異響,使用超聲波測量儀檢測出水泵的出水流量為930m³/h,已基本達到水泵額定工況下的流量。

6、結論

在開式取水系統設計中,除了需要選用高汽蝕性能的水泵及進行必須的汽蝕計算外,還需要嚴格控制水泵進出口的流速。

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