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產(chǎn)品報(bào)道循環(huán)水泵葉輪氣蝕機(jī)在凝汽器上應(yīng)用原理分析生產(chǎn)廠家型號(hào)規(guī)格

循環(huán)水泵葉輪氣蝕機(jī)在凝汽器上應(yīng)用原理分析

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循環(huán)水泵是供水系的要設(shè)備,要用來向凝汽器供給冷卻水,將汽輪機(jī)排出的乏汽冷卻凝結(jié),由此來保持凝汽器內(nèi)的真空度。當(dāng)循環(huán)水泵發(fā)生故障時(shí),將直接影響機(jī)的真空度,降低機(jī)出力。葉輪氣蝕是循環(huán)水泵的要故障,長期在汽氣蝕下運(yùn)行會(huì)引起水泵部件降低及葉輪局部損壞,氣蝕嚴(yán)時(shí)會(huì)引起泵體強(qiáng)振動(dòng),導(dǎo)致水流斷,泵不能工作。盡管循環(huán)水泵在制造、安裝和運(yùn)行過程采取了各種方法防止水泵氣蝕的發(fā)生,但際運(yùn)行,由于種種原因會(huì)使水泵的運(yùn)行條件與設(shè)計(jì)工況發(fā)生偏離,不同程度的氣蝕仍偶有發(fā)生,給電力企業(yè)造巨經(jīng)濟(jì)損失。如:山橫門電廠#1、#2機(jī)(125MW)2004年10月~12月就因氣蝕的氯根腐蝕的雙作用下,4臺(tái)循環(huán)水泵連續(xù)發(fā)生葉片斷裂事故;河北某電廠#2號(hào)機(jī)(350MW)在2003年10月修期間發(fā)現(xiàn)2臺(tái)循環(huán)水泵葉輪的各葉片均在入口同部位出現(xiàn)300mm×160mm、約8mm程度不等的氣蝕區(qū)域[1];其他電廠對(duì)循環(huán)水泵的解體修也發(fā)現(xiàn)過類似現(xiàn)象,即所有氣蝕情況均是從間到外側(cè)逐漸變淺,氣蝕表面呈現(xiàn)蜂窩狀。因此,循環(huán)水泵葉輪氣蝕的診斷與防范日益為人們所視。

    泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程,若其過流部分的局部區(qū)域,通是葉輪葉片稍后的某處,抽送液體的壓力下降到等于或當(dāng)時(shí)液溫下相應(yīng)的汽化壓力時(shí),就會(huì)因汽化產(chǎn)生汽泡。汽泡要是蒸汽,但由于水溶解有量的氣體,所以汽泡除了蒸汽以外,還夾帶有少量的氣體。這些汽泡隨著水流流到壓區(qū)時(shí),壓液體使汽泡急劇縮小以至凝結(jié)水,汽泡逐漸變形而破裂。在汽泡破裂時(shí),細(xì)水滴以速填充汽泡空穴,發(fā)生互相撞擊而形強(qiáng)的水擊,可達(dá)到10~100MPa,使過流流道的材料受到腐蝕和破壞??梢?,氣蝕過程包括汽泡形、增長直到崩潰破裂以至造材料侵蝕的過程。

    氣蝕的形過程及已有修經(jīng)驗(yàn)表明,循環(huán)水泵葉輪的氣蝕要集在葉片及輪蓋輪盤的結(jié)合部位,氣蝕痕跡形狀各異,有的呈現(xiàn)斷續(xù)分布的坑狀,有的呈集的蜂窩狀,而且淺不。氣蝕嚴(yán)時(shí)會(huì)引起葉片穿孔,導(dǎo)致葉輪報(bào)廢而被迫換。

    水泵葉輪氣蝕會(huì)改變泵內(nèi)水流狀態(tài),造流動(dòng)阻力增加,導(dǎo)致泵的流量、揚(yáng)程和效率降低。同時(shí)造泵的流道材料發(fā)生侵蝕而破壞,并使泵產(chǎn)生噪和振動(dòng),危及水泵正運(yùn)行。具體表遙遙以幾個(gè)方面:

1、產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)

    泵發(fā)生氣蝕時(shí),汽泡在壓區(qū)連續(xù)發(fā)生然破裂,微細(xì)射流的速?zèng)_擊將形噪聲,汽泡崩潰時(shí)的沖擊作用將使泵產(chǎn)生振動(dòng)。

    氣蝕噪聲與氣蝕發(fā)展的程度有關(guān),噪聲時(shí)氣蝕對(duì)材料的破壞作用也,可以利用噪聲的這種,用以判斷氣蝕的嚴(yán)程度。氣蝕引起的振動(dòng)要原因有二。是汽泡破裂產(chǎn)生的頻振動(dòng);二是當(dāng)葉片處沖角較時(shí),邊后方會(huì)形脫流,產(chǎn)生時(shí)生時(shí)滅的不穩(wěn)汽穴。氣蝕振動(dòng)頻率若與泵的自然頻率接近,就會(huì)引起共振,使泵的工況化,甚至使整個(gè)系受到破壞。

2、對(duì)流道的材料造破壞

    當(dāng)汽泡周圍的液體壓力上升時(shí),汽泡受到壓縮,使汽泡內(nèi)的壓強(qiáng)升。汽泡破碎時(shí),形微細(xì)射流(速度可達(dá)130m/s,壓強(qiáng)可達(dá)200MPa)。流道金屬表面在頻壓的微細(xì)射流作用下,材料表面晶體發(fā)生疲勞破壞,嚴(yán)時(shí)呈現(xiàn)蜂窩狀的空洞。另外,微細(xì)射流造的沖擊還會(huì)形200℃以上的溫,使流道金屬出現(xiàn)電解現(xiàn)象而產(chǎn)生強(qiáng)的化學(xué)腐蝕。泵內(nèi)流道材料受破壞的位置除葉輪外,還有泵殼和導(dǎo)葉等處易于形速流的地方。

3、 造泵的能下降

    氣蝕初生階,對(duì)泵的外明影響。待氣蝕發(fā)展到程度,使流道的形狀因汽穴空間較而形“堵塞”時(shí),由于葉輪和液體的能量交換受到干擾和破壞,泵的流量、揚(yáng)程、效率、軸功率曲開始下降,嚴(yán)時(shí)會(huì)使液流斷,泵不能工作。通,低比轉(zhuǎn)數(shù)泵的能下降比較急劇,比轉(zhuǎn)數(shù)泵的能下降則比較緩慢。

    在泵系k通用氣蝕余量(NPSH)表示泵氣蝕能的壞,氣蝕余量又分為裝置氣蝕余量(NPSHa)和泵氣蝕余量(NPSHr),它們是兩個(gè)質(zhì)不相同的參數(shù)。NPSHr由泵本身的決,是表示泵本身抗氣蝕能的參數(shù),它與裝置情況關(guān),只與泵處的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(v0,w0和wk等)有關(guān);NPSHa由外界的吸入裝置決的,是表示吸入裝置氣蝕能的參數(shù)。

    流量引起葉輪速度的增加,會(huì)引起泵至葉輪以及管路的壓力降增加。在液溫、吸入液面上的壓強(qiáng)和幾何安裝度都保持不變的情況下,由于吸入管路的流道損失與流量的平方正比,所以NPSHr隨著流量的變化為條下降的拋物,而NPSHa-Q則呈拋物上升。

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    泵氣蝕余量NPSHr是由泵自身的結(jié),如吸水室、葉輪部分等的幾何形狀決的,它的越小,表示泵本身的抗氣蝕能越。至于在某工況是否發(fā)生氣蝕,與裝置氣蝕余量NPSHa小有關(guān)。NPSHa-Q曲和NPSHr-Q相交時(shí)所相應(yīng)的流量為QK稱為臨界流量,它標(biāo)志著氣蝕的界限。對(duì)于給的泵,流量小于QK時(shí),即使泵的NPSHr很,但泵裝置提供足夠的NPSHa,即NPSHa>NPSHr,泵也不會(huì)氣蝕。當(dāng)NPSHaNPSHr,此時(shí)相應(yīng)于pk=pv,泵開始發(fā)生氣蝕。當(dāng)流量于QK后,就會(huì)發(fā)生嚴(yán)氣蝕,因?yàn)榇藭r(shí)NPSHa<NPSHr,即,泵氣蝕余量所能提供的過汽化壓頭的富余能量不足以補(bǔ)償或克服該泵部分的壓頭降。

    對(duì)幾何相似的兩臺(tái)泵,在相似工況下,兩臺(tái)泵的泵氣蝕余量之比等于葉輪直徑D1的平方比和轉(zhuǎn)速n的平方比的乘積。對(duì)泵氣蝕余量隨轉(zhuǎn)速的平方正比增長。即,轉(zhuǎn)速下降,泵氣蝕余量會(huì)平方下降,泵的抗氣蝕能提。與比轉(zhuǎn)數(shù)ns類似,可出相似泵的氣蝕相似準(zhǔn)則——?dú)馕g比轉(zhuǎn)數(shù),對(duì)幾何相似,工況相似的泵,C等于數(shù),在流量和轉(zhuǎn)速下,C越,泵的抗氣蝕能越。根據(jù)泵的設(shè)計(jì)理論,設(shè)計(jì)氣蝕比轉(zhuǎn)速C越,泵的抗氣蝕能越,但同時(shí)提C往往會(huì)使泵的效率下降。

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