離心泵工作原理與泵汽蝕的解決方法
離心泵主要由葉輪、軸、泵殼、軸封及密封環(huán)等組成。一般離心泵啟動(dòng)前泵殼內(nèi)要灌滿液體,當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵軸和葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí),液體一方面隨葉輪作圓周運(yùn)動(dòng),一方面在離心力的作用下自葉輪中心向外周拋出,液體從葉輪獲得了壓力能和速度能。當(dāng)液體流經(jīng)渦殼到排液口時(shí),部分速度能將轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓力能。在液體自葉輪拋出時(shí),葉輪中心部分造成低壓區(qū),與吸入液面的壓力形成壓力差,于是液體不斷地被吸入,并以一定的壓力排出。
泵的抽空
泵啟動(dòng)前沒灌泵、進(jìn)空氣、液體不滿或介質(zhì)大量汽化,這種情況下,泵出口壓力近于零或接近泵入口壓力,泵內(nèi)壓力降低。這叫抽空。抽空會(huì)讓泵內(nèi)接觸零件和機(jī)械摩擦副發(fā)生干摩擦或半干摩擦,加劇磨損或零件移位而損壞泵及密封。
泵的汽蝕
當(dāng)泵內(nèi)液體壓力低于或等于該溫度下的飽和蒸汽壓時(shí),液體發(fā)生汽化,產(chǎn)生氣泡,這些氣泡隨液體流到較高壓力處受壓迅速凝結(jié),周圍液體快速集中,產(chǎn)生水力沖擊。由于水力沖擊,產(chǎn)生很高的局部壓力,連續(xù)打擊在葉片表面上,這種高速、高壓和高頻的水力沖擊,使葉片表面產(chǎn)生疲勞而剝蝕成麻點(diǎn)、蜂窩。這種氣化和凝結(jié)產(chǎn)生的沖擊、剝蝕、振動(dòng)和性能下降的現(xiàn)象稱為汽蝕現(xiàn)象。汽蝕發(fā)展嚴(yán)重時(shí),泵內(nèi)液體的連續(xù)性流動(dòng)遭到破壞,產(chǎn)生空洞部分,液流間斷,振動(dòng)噪音加劇,最后導(dǎo)致泵抽空斷流。
汽蝕余量
指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時(shí)的壓力頭之差,單位用米(水柱)標(biāo)注,用(NPSH)表示,具體分為如下幾類:
NPSHa-裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量,越大越不易汽蝕;
NPSH-泵汽蝕余量,又叫必需的汽蝕余量或泵進(jìn)口動(dòng)壓降,汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力(氣蝕時(shí)的真空壓力) 的富余能量。單位用米標(biāo)注,用(NPSH) r越小抗汽蝕性能越好;
離心泵最易發(fā)生氣蝕的部位有:
a.葉輪曲率最大的前蓋板處,靠近葉片進(jìn)口邊緣的低壓側(cè);
b.壓出室中蝸殼隔舌和導(dǎo)葉的靠近進(jìn)口邊緣低壓側(cè);
c.無(wú)前蓋板的高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側(cè);
d.多級(jí)泵中第一級(jí)葉輪
離心泵防抽空和汽蝕辦法:
1、穩(wěn)定工藝操作條件
泵的吸入管徑應(yīng)適當(dāng)加大并盡量減少阻力損失;灌注高度要足夠;吸入管路應(yīng)防止氣體的留存;一旦出現(xiàn)氣體要能返回塔器,為此在進(jìn)泵前需加一氣體返塔的管線。從工藝操作上,溫度宜取下限,壓力宜取上限,塔底液面不可過低,泵的流量要適中,盡量減小壓力和溫度出樣較大變化。對(duì)入口壓力是負(fù)壓的備用泵入口閥門應(yīng)關(guān)閉。影響壓辦、溫度的因素很多,單純通過工藝操作避免抽空和汽蝕是不可能的。
2、注入式?jīng)_洗是解決汽蝕和抽空的有效措施
3、從機(jī)械密封結(jié)構(gòu)入手
從密封結(jié)構(gòu)無(wú)法避免汽蝕的產(chǎn)生,但可以減少汽蝕對(duì)密封的危害。
減少摩擦熱, 密封面直徑盡量小,寬度盡量窄;選材要有好的自潤(rùn)滑性能和低的摩擦系數(shù)。靜環(huán)采用夾固式或增加限位壓板。采用平衡型機(jī)封(降PV值一降摩擦熱,動(dòng)環(huán)限位等)或用其他限位方式。