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技術(shù)指南
汽化汽蝕的典型癥狀
對于很多離心泵用戶及離心泵的從業(yè)人員來說,通常對于汽化汽蝕的癥狀都有一些大概的了解,具體如下:
1)壓力波動。汽化汽蝕發(fā)生的必要條件是泵(葉輪)的入口壓力接近或不大于泵送介質(zhì)的汽化壓力,也就是說,汽蝕的發(fā)生是因?yàn)槿肟趬毫Φ慕档停ú▌樱?
2)出現(xiàn)噪聲。汽蝕噪聲通常聽起來像聲調(diào)高的噼啪聲,當(dāng)汽蝕趨于嚴(yán)重時過渡到強(qiáng)烈的嘎嘎聲,但聲音相對較穩(wěn)定、有規(guī)律;并伴隨
3)性能下降。泵的揚(yáng)程和輸出流量會下降;并出現(xiàn)
4)振動增加。汽蝕發(fā)生時,通常會伴隨著振動的顯著增加;并產(chǎn)生
5)汽蝕破壞。由于NPSH安全裕量偏小或不足,汽化汽蝕會引起過流零件的腐蝕 - 如在葉輪入口葉片的低壓側(cè)表面形成小的凹坑。
容易出現(xiàn)混淆的癥狀
汽蝕仍然是一個難以準(zhǔn)確判斷的問題,原因是汽化汽蝕的典型癥狀與其它三種情況相同。這意味著,當(dāng)我們遇到獨(dú)特的噪聲和高振動水平時,它們也可能是由入口或出口回流或夾帶空氣引起的,而與入口壓力無關(guān)[1]。
2.1 入口回流
這種情況是由各種類型的不穩(wěn)定性造成的,例如當(dāng)泵在偏小流量工況下運(yùn)行時,葉輪中可能發(fā)生的湍流、回流和漩渦的共同作用。有時被稱為“脫流”或“流體動力”汽蝕,這些流動模式在小流量下將加劇。發(fā)生這種情況的流量會因葉輪的不同而不同。
2.2 出口回流
出口回流是一種類似的情況,會導(dǎo)致葉片葉尖處的點(diǎn)蝕損壞,有時還會在(蝸殼式泵)泵蝸舌處造成點(diǎn)蝕損壞。它也可能是由于泵在偏小流量下運(yùn)行引起的。
2.3 夾帶空氣
夾帶空氣包含了多種情況,其中,蒸汽氣泡在到達(dá)泵之前就已經(jīng)存在于液體中。當(dāng)它們到達(dá)葉輪進(jìn)口時,會發(fā)生完全相同的事情,就好像它們是在那個點(diǎn)被創(chuàng)造出來的一樣。換言之,蒸汽氣泡到達(dá)葉片后開始承受不斷增加的壓力并因此發(fā)生坍塌,在相同的位置造成與汽蝕相同的損壞。
由于夾帶空氣在與汽化汽蝕完全相同的位置對葉輪造成相同的點(diǎn)蝕損壞,因此可能會造成故障診斷上的混亂,尤其是在相同的工況中,兩者可能同時發(fā)生。然而,快速比較NPSHA和NPSHR,結(jié)合對管道特性的目視檢查,通常有助于確定所謂“汽蝕”的根本原因,并解決夾帶空氣問題。
2.4 異同點(diǎn)
常規(guī)的汽化汽蝕、夾帶空氣和回流汽蝕都會導(dǎo)致葉輪上的點(diǎn)蝕損壞,這是由氣泡的形成和隨后的坍塌造成的。它們之間的區(qū)別在于形成氣泡的方法以及由此產(chǎn)生的葉輪損壞的位置不同。
隨著所有這些情況的嚴(yán)重性增加,噪聲、振動和葉輪損壞也會增加。在惡劣的情況下,點(diǎn)蝕損壞會蔓延到整個葉輪,也可能延伸到泵殼體。
所有這些情況都有一些相似的癥狀。因此,它們可能被錯誤地診斷。然而,它們是由三種不同的情況引起的,通過關(guān)注這些根本原因,可以簡化、并準(zhǔn)確診斷。
必須認(rèn)識到,對葉輪的損傷只是上述三種情況的一個后果。
汽蝕的判別
總的來說,最大的問題是,當(dāng)遇到噪聲和振動的常見癥狀時,如何確定是上述三種水力工況中的哪一種。
可以通過調(diào)節(jié)泵出口閥的開度減少泵的流量,然后根據(jù)流量變化對噪聲和振動產(chǎn)生的效果來進(jìn)行判別。調(diào)節(jié)泵的出口閥門,減少通過泵的流量,會產(chǎn)生三種可能的情況[1]:
1)噪聲和振動會明顯變小,甚至可能完全消失。
2)噪聲和振動會變得更嚴(yán)重。
3)噪聲和振動變化很小或沒有變化。
第一種情況,在流量減小的情況下泵運(yùn)行得更安靜、更平穩(wěn),表明汽化汽蝕正在消除。
第二種情況,噪聲和振動變得更嚴(yán)重,表明泵在低流量下出現(xiàn)了回流。
第三種情況,噪聲和振動變化很小或沒有變化,表明存在夾帶空氣問題,不會立即受到流量變化的影響。
另外,一些經(jīng)驗(yàn)表明,正常的汽化汽蝕引起的破壞出現(xiàn)在葉輪入口葉片的低壓側(cè)(非工作面),而回流汽蝕引起的破壞在葉輪葉片的承壓側(cè)(工作面)。同時,回流汽蝕產(chǎn)生的噪聲是不規(guī)則的噼啪聲。
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