抚顺石化合成洗涤剂厂乙氧基化车间 辽宁抚顺 113004
摘要：离心泵是应用广泛且能耗大的旋转机械。离心泵机组在运行过程中由于设计、制造、装配、使用、维护等原因往往会导致机组故障率高、运行效率低等问题。为此，开展离心泵机组的状态监测及优化运行的研究显得尤为重要，是机组安全高效运行的重要保证。
关键词：离心泵；汽蚀影响；因素；防范措施
化工机泵从工作原理上主要有容积式泵、叶片式泵。叶片式泵主要包含离心泵、轴流泵和混流泵，其工作原理主要是依靠叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量（动能和压能），从而能够使介质被输送到高处或远处。也是由于离心泵的工作特点使得汽蚀成为该类设备常见的故障，本文主要介绍汽蚀产生的原因以及防范措施。
1汽蚀的含义
离心泵运转时，液体自容器流向泵体入口，在液体流向叶片过程中压力逐渐降低，在叶片入口附近达到最低，随后由于叶轮的旋转对液体做功，液体压力在叶轮内部逐渐升高。当叶片入口附近的压力低于输送液体温度下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。这时溶解在液体内的气体也逸出，这些蒸汽/气体在叶轮内部形成气泡。当气泡随液体流到叶轮内压力较高处时，液体压力高于汽化压力时，气泡内汽体就会凝结溃灭，瞬间周围的液体以极高的速度冲来，使局部的压力骤然增加。如果这些气泡在叶轮或泵壳附近溃灭，则液体就会以高频连续地撞击金属表面，金属表面因冲击疲劳而剥裂。由于以上过程造成金属材料疲劳剥裂现象称为离心泵的汽蚀现象。
2汽蚀产生的原因
由汽蚀含义可知，汽蚀是输送液体先汽化后液化的过程，而液体的汽化程度主要跟压力、温度有关，因此凡是影响到泵体入口压力和温度的条件都将会导致汽蚀的产生原因。通常导致泵汽蚀的因素包括：1）设计因素：泵进口的结构参数，叶轮吸入口的形状、叶片入口边宽度及叶片进口边的位置和前盖板形状等。2）操作因素：入口阀门错误关闭、管道变形等因素导致管道阻力增大、输送介质温度压力黏度改变、入口过滤器堵塞，其他附属设备运行效果差对输送介质产生影响等。3）安装问题：泵的吸入管路水力损失及安装高度。4）环境因素，泵安装地点的大气压力以及环境温度等。3汽蚀的诊断方法运行泵是否发生汽蚀，可以采用、超声波法、泵体外噪声法、振动法等方法判断。
3汽蚀现象所带来的危害
3.1汽蚀现象会影响离心泵的使用性能
汽蚀现象对离心泵使用性能所造成的影响是长期累积的结果，也正是因为汽蚀现象的发生初始时期对离心泵使用性能的影响并不明显，因此难以发现其存在，而往往当察觉到汽蚀现象的存在时，实际上其已经对离心泵的工作部件造成了一段时间的破坏，大量的气泡溃灭将离心泵的传送通塞堵塞，其工作效率、扬程、流量都会察觉到非常明显的影响，通过对离心泵的性能曲线进行描绘，从中可以看出汽蚀现象对离心泵的使用性能会有明显的制约。
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3.2汽蚀现象会影响离心泵的正常工作运转
当离心泵中出现了汽蚀现象，那么在这一过程当中会由于气泡的破裂而导致液体与传送通道之间以及液体相互之间出现猛烈的撞击，而这种撞击除了会制造出很大噪音之外，还会引发离心泵的震动，剧烈的震动对于离心泵的正产工作运转而言，会造成非常严重的影响，甚至会让离心泵停止运转。
3.3汽蚀现象会影响过流部件
在离心泵的汽蚀现象发生当中，传送通道的金属表面会受到一定的撞击，并且伴有电化学腐蚀反应，这对于离心泵的过流部件而言，是极为恶劣的影响。在汽蚀现象的发生初始阶段，过流部件的金属表面会出现不规则的众多麻点，随着时间的推移，汽蚀现象逐渐加剧，使得过流部件金属表面的腐蚀现象愈发严重，甚至还会出现穿孔、破裂现象，带来不可预估的严重后果。
4预防措施
根据汽蚀产生的原因得知，如果想要避免离心泵汽蚀，就要从以下几方面进行着手。
4.1泵体结构选型方面
增大叶轮入口尺寸或采用双吸叶轮，这样可以减少输送介质流经叶轮入口的流速，从根本上降低泵的汽蚀余量。如果条件不允许更改叶轮时，可以在泵体入口装设前置增压泵，提高叶轮进口的压力从而避免汽蚀，也可以在叶轮前增加诱导轮，其原理类似于增压泵。
4.2设计方面
减少泵入口管线的弯头及阀门数量或尽可能增大管线直径，减少管道阻力损失；根据泵体汽蚀余量合理设计泵体安装高度。
4.3输送介质的影响
①介质的密度。如果泵入口在液面以下时，介质密度越大则泵体入口压力越高，入口压力越高，泵的汽蚀余量越不容易产生汽蚀，反之如果泵入口在液面以上时与以上情况正好相反。②介质的温度。一般情况下介质的饱和蒸汽压随温度的升高而降低，根据这一特性，在其他条件不变的情况下，输送介质温度升高时，饱和蒸汽压低于入口压力时，泵就会产生汽蚀。③输送液体的饱和蒸汽压越低，泵越容易产生汽蚀。
4.4新型科技的采用
当汽蚀现象确实无法从根本上避免时，可以采用以下几种方法提高设备抗汽蚀能力。化学涂层：利用高分子材料在过流部件涂层形成薄膜。表面热处理：对过流部件进行热处理提高其表面硬度。以上方法并没用真正消除汽蚀而是降低汽蚀造成金属损坏的速率，延长泵体使用寿命
5实际过程中的应用
某化工厂一台凝液泵（单级高扬程泵）在运行过程中震动超标，并且声音较大，经各种措施（加固泵体支座，取消泵体入口滤网等）均不能消除震动与异响，后经讨论决定将该泵改型为双级泵，首级叶轮采用双吸叶轮，并对入口管线进行取直减少入口管道弯头数量，经过改型后泵体运行正常。分析：该泵为单级叶轮且叶轮直径超过450mm（依照新标准中规定该尺寸的叶轮应避免使用），入口管道直径DN150且弯头数量较多导致入口阻力增大，使有效汽蚀余量降低。
结论
汽蚀的产生会导致泵的运行工况恶化，缩短离心泵的使用寿命，甚至会导致泵体不打量，严重影响化工业的安稳优运行，因此要在设计、安装、运行中严把质量关，不放过任何一个细节，这样才能保证设备的稳定长周期运行，为生产提供有力保证。
参考文献：
[1]史礽.离心泵汽蚀分析及性能改造[J].青岛科技大学学报（自然科学版），2015，（S2）：215-217.
[2]张娜，张晶.离心泵汽蚀现象分析及防汽蚀措施[J].流体机械，2013，（07）：53-55.
[3]王玮，秦衍智.离心泵的汽蚀原因及预防措施[J].化工技术与开发，2012，（06）：50-53.
论文作者:于华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/1
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