冷凝水泵中的汽蚀

发布时间:2018-08-18 16:33                

冷凝水泵是为了泵送液体设计的。如果它所面临的任务是输送低密度的蒸汽,那就会对冷凝水泵产生一点影响,蒸汽不会被输送。

这就是冷凝水泵中发生汽蚀所出现的问题。汽蚀指的是泵送液体中的形成的蒸汽泡,造成低密度的气体和液体的混合。这种混合会降低泵的效率,降低泵送液体的能力,并导致其他并发的问题。蒸气领域中,汽蚀问题在电动冷凝水回收泵中比较常见。

汽蚀具体是指泵中冷凝水变成蒸汽,不应该与从泵外进入的蒸汽引起的问题混淆。也就是说这章我们会着重介绍泵中液体变为蒸汽的原因以及避免发生汽蚀的实际方法。

当水接近沸点,一部分转化成蒸汽。在泵系统中,泵内相对压力较低的地方会发生此类现象。一般泵叶旋转会产生低压区。较高的流速导致静压力相应地下降,如果冷凝水流速上升,压力便下降。这导致高温冷凝水闪蒸成蒸汽,形成汽洞或汽泡。

汽蚀余量中有很多因素会增加闪蒸:

高温冷凝水导致泵内闪蒸增加

泵转速越高泵叶生成的冷凝水的流速越快,导致局部压力大幅度地下降(例如3500转和1750转)

泵进口水头高度不足会导致闪蒸(不能为涡壳中的冷凝水提供足够水头)

在一些比较少见的情况下,限制泵进口管路口径会造成显著的压力下降

这种情况下,局部闪蒸汽量很高,但是对于混合物的质量来说潜热相对较低。随着闪蒸汽与冷凝水持续混合,汽泡持续产生然后溃灭。快速的溃灭会产生冲击波发出声响。这种响声往往是工厂员工判断汽蚀的第一个依据。

汽蚀的声响可以作为在泵外监测汽蚀是否发生的一个依据。描述这种声音时大家都认为和罐子里摇晃鹅卵石的声音非常相似。汽蚀不仅会导致对泵本身的危害,还可能对管道和相关设备造成危害。

蒸汽泡的迅速形成和溃灭产生汽蚀损害泵和管道的内侧,引起侵蚀以及叶轮和泵壳变薄。另外,泵不能有效运作,导致冷凝水积存,给腐蚀的发生提供了理想环境。因冷凝水积存导致的管道和设备腐蚀以及叶轮和其他泵内零件的侵蚀并不是总能从泵的外部发现。好消息是有措施可以避免这些隐藏的问题。

大家应该已经意识到,安装排空气阀门或其它移除气体的设备不能有效防止汽蚀,因为这些产品是用于排出外面进入系统内的空气的,不能从根本上防止汽蚀。消除汽蚀需要防止泵内汽泡的产生。

即使进入泵内的冷凝水温度低于沸点,因为一些液体会闪蒸,汽蚀产生的风险还是非常高的。当蒸汽压力有调节时,压力的轻微调节带来的温度变化、多台设备排放至一个共用的集水罐,或者旁通阀开启,或者蒸汽疏水阀泄漏没有维修的情况下都会出现闪蒸。

有效汽蚀余量的计算和泵选型时需要汽蚀余量的选择可以减少汽蚀的危害,但是还有很多应用不能简单用低成本的电泵产品有效汽蚀余量来防止汽蚀。一旦有效汽蚀余量低于需要汽蚀余量,任何离心泵的冷凝水温度增加都会产生汽蚀,所以还是要考虑多个因素。

本文不涉及电动冷凝水泵的排放端,但是为了选择总排放压力还是需要对总动压力头的紧密计算。一般根据有效汽蚀余量而选出的型号并没有很大的扬程,不过那应该是蒸汽理论另一篇文章的议题了。

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