离心泵汽蚀原因分析

离心泵汽蚀原因分析离心泵汽蚀原因分析当泵抽送液体的绝对压力小于液体的汽化压力时，液体便开始汽化，产生蒸汽，形成气泡，这些气泡随液体向前流动至某高压处时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧缩小以致破裂，形成水击，产生噪声和振动，表明离心泵已开始汽蚀。为了确保离心泵能连续工作，必须有足够的进口压力以避免液体的汽化。泵发生汽蚀的初生阶段，泵能继续泵水，只是流量略有下降，严重的汽蚀会引起汽封，使泵中的水大部分汽化，泵停止泵水。泵不容易从汽封中恢复，因为泵为了继续泵水，产生更多的热量，导致更多的气体形成，为了使泵重新工作...

离心泵汽蚀原因分析当泵抽送液体的绝对压力小于液体的汽化压力时，液体便开始汽化，产生蒸汽，形成气泡，这些气泡随液体向前流动至某高压处时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧缩小以致破裂，形成水击，产生噪声和振动，表明离心泵已开始汽蚀。为了确保离心泵能连续工作，必须有足够的进口压力以避免液体的汽化。泵发生汽蚀的初生阶段，泵能继续泵水，只是流量略有下降，严重的汽蚀会引起汽封，使泵中的水大部分汽化，泵停止泵水。泵不容易从汽封中恢复，因为泵为了继续泵水，产生更多的热量，导致更多的气体形成，为了使泵重新工作，必须关闭泵，重新灌泵以驱逐气泡。为了便于理解汽蚀产生的原因，我们这里首先引进装置汽蚀余量（NPSHa）和必需汽蚀余量（NPSHr）的概念。装置汽蚀余量（NPSHa）又称为有效汽蚀余量，是由吸入装置决定的，与泵本身无关。它同进口管路系统、进水槽、进水槽水位和压力、液体的温度和汽化压力有关，也同流量、液体的比重、进口管路尺寸、粗糙度和清洁度（直接关系到进口压力降）有关 NPSHa 的计算公式为：其中： —泵进口压力（m） —液体汽化压力（m） —泵进口法兰处的速度头（m）必需汽蚀余量（NPSHr）是由泵本身决定的，同吸入装置无关。无论装在什么不同的系统中，泵的 NPSHr 都保持不变。NPSHr 是为了保证泵不发生汽蚀，要求泵进口处单位重量液体所具有的超过汽化压力水头的富裕能量，即要求装置提供的最小汽蚀余量。NPSHr 越小，要求装置提供的 NPSHa 越小，表示泵的抗汽蚀性能越好，图 1表示了离心泵开始发生汽蚀的界限。图 1 由图 1可得出泵汽蚀基本方程式为： NPSHa=NPSHr 泵汽蚀 NPSHa＜NPSHr 泵严重汽蚀 NPSHa＞NPSHr 泵无汽蚀由此可以看出装置汽蚀余量（NPSHa）小于必需汽蚀余量（NPSHr），是泵发生汽蚀的直接原因，而引起 NPSHa 降低的主要原因有如下四个方面：（1）大流量引起叶轮进口速度增加，从而引起泵进口至叶轮以及进口管路中的压力降增加；（2）非常低的流量造成液体不正常升温，液体从叶轮获得能量，以及泵内部间隙增大引起内部泄漏增加，使液体获得附加能量，引起液体汽化；（3）系统的变化引起进口压力损失（液位下降或进口管路阻塞）；（4）泵进口系统中液体被意外加温，引起泵进口液体汽化压力升高。当 NPSH 余量（NPSHa－NPSHr ）非常小，也许由于设计所迫，泵流量大大大于正常流量，或由于过量的进口管路损失引起进口压力下降，通常会发生大流量汽蚀。小流量汽蚀通常不会发生，因为泵不允许在非常小的流量下运行，由图 1 可以看出泵在小流量（不包括非常小的流量）运行时，NPSHr 较低。当出口阀门关闭时，泵的汽蚀很明显（离心泵的出口阀门关闭引起泵壳中的液体迅速升温并汽化，很快引起汽封）。图 2 图 2 表示一个典型的泵系统，进水槽可以高于或低于泵进口，也可以敞开或关闭，通常泵进口与进水槽之间配置尽量少的部件，有可能的话把泵的进口接向另一台泵（泵串联），这样泵的进口压力通常大大高于液体的汽化压力，一般不会引起汽蚀的产生。但如果系统阻力明显下降（如通过一个或多个装置，特别是通过一组热交换器，压力下降），汽蚀就有可能发生。图 2 系统中产生汽蚀的原因有如下几条： * 水位 L1 下降； * P1 降低，仅大于液体的汽化压力； * 进口管路阻塞； * 进口滤网阻塞； * 进口管路加长； * 进口管路中增加新的装置； * 液体比重增加而没有增加进口压力或液体汽化压力升高； * 进口管路受热引起汽化压力升高； * 改变泵抽送介质，引起液体汽化压力升高。图 3 另一个引起汽蚀的不很明显的原因是泵的并联运行，两台泵并联运行时具有相同的进口压力和出口压力，在适当的管路布置下（进口管几何相似），每台泵抽送的流量差不多是总流量的一半。但如果一台泵作为主泵运行，而另一台泵只有在需要流量增加时运行，主泵将遭受长期磨损，使运动间隙增加，性能下降，首先，需要的总流量分配不均，“好”的泵提供超过一半的流量，超过汽蚀界限；其次，“坏”的泵由于内部间隙增大引起经过叶轮的流量增加（泵流量加内部回流损失），也将遭受汽蚀，见图 3。泵 2 引起汽蚀，同样会引起泵 1 的汽蚀，因为当运行间隙增加时，给定流量的 NPSHr 也会增加。最后，我们谈谈防止汽蚀发生的措施，前面已经讨论了汽蚀形成的原因，汽蚀是由于装置汽蚀余量（NPSHa）小于泵必需汽蚀余量（NPSHr）而引起的。为了避免汽蚀的发生，我们必须提高装置汽蚀余量（NPSHa）。其措施如下： * 降低泵的安装高度； * 减小吸入损失，增加管径，减少管路长度、弯头和附件； * 避免泵在大流量下运行； * 在同样转速和流量下，采用双吸泵； * 泵发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行； * 增加吸水池水位或压力； * 对于苛刻条件下运行的泵，可使用耐汽蚀的材料。泵在实际运行时，为了避免汽蚀的发生，建议安装进口状态监视器以确定进口系统和进口滤网是否堵塞；当 NPSH 余量很小时，适当留意泵的进水水位和定期检查泵的性能是很有必要的，特别是在抽送有腐蚀性的介质和泵在并联运行时，因为密封环间隙增大会引起泵的 NPSHr 增加。

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