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改善离心泵汽蚀性能的主要措施

日期:2021年04月30日   信息来源:江苏冠裕

  改善离心泵汽蚀性能的措施主要集中于以下三大点:

  (1) 提高装置汽蚀余量

  提高吸入池的液位。

  增加水箱的压力。

  将泵安装到一个地坑中,如VS6型泵。

  减少吸入管路水力损失

  给主泵安装一台前置(增压)泵,如百万机组核电站主给水泵等。

  (2) 降低必需汽蚀余量

  降低泵的转速。

  采用双吸叶轮(多级泵首级采用双吸)。

  安装一只诱导轮。不过,在石化及石油化工的实际工程应用中,很多用户不希望采用带诱导轮的泵。因为当诱导轮设计不当或出现腐蚀时,易导致其在过负荷区工作,不仅起不到增压作用,而且更容易造成泵的汽蚀。UOP规范中明确规定卧式泵不允许带诱导轮。

  加大叶轮入口直径。但是,如果叶轮入口直径过大,这种方法不仅影响离心泵的运行性能,而且还会导致泵振动的显著增加。

  使用几台较小的泵。三台半容量的泵可能比一台大泵加一台备用泵便宜,并且在较小的负荷下更节能。

  叶轮叶片向泵入口边适当延伸,相当于增加一只小的诱导轮。

  后掠叶片,以减少其前缘的任何汽蚀。

  优化叶轮叶片前缘轮廓(如采用抛物线前缘轮廓、减薄吸入侧叶片厚度等),可有效限制叶片前缘的压力峰值和降低对部分负荷下运行的敏感程度。

  利用现代计算机计算分析技术给定叶轮入口设计可优化的条件,从而更好地控制和了解叶轮流道中流量及压力分布情况。

  在水力设计方面,西方发达国家较我国同行具有非常显著的优势。例如:德国KSB公司对每台离心泵的叶轮设计均进行CFD模拟分析,以获得最佳的水力及叶片上最佳的压力分布(防止出现压力突降而引起汽蚀)。如图4所示,从深红色到深蓝色体现了叶片上压力分布的细微差别。

  正如你所看到的,叶片上的压力分布较均匀,这样可以确保叶片不会发生汽蚀腐蚀,同时可以确保叶轮具有最佳的性能。

  (3) 改善材料的抗汽蚀性能

  采用抗汽蚀材料,如铜、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢。

  提高金属的致密度(如采用特殊的压铸工艺等)和硬度,可以延缓汽蚀破坏的速度。

  只有全面、正确地理解离心泵的汽蚀性能,才能科学合理地设计或选择出满足用户装置要求的产品。

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