离心泵汽蚀、气缚的原因及处理方法及安全操作规程.docx

由离心泵的工作原理可知，当叶片间的液体从高速旋转的叶轮中甩出后，在叶轮入口附近形成低压区。当叶轮入口处的压力等于或低于操作温度下被输送液体的饱和蒸气压pV时该处的液体就会汽化产生气泡。当气泡随液体流到高压区时，气泡因受压而迅速凝结。
离心泵的汽蚀和气缚详解
汽蚀现象
由离心泵的工作原理可知，当叶片间的液体从高速旋转的叶轮中甩出后，在叶轮入口附近形成低压区。当叶轮入口处的压力等于或低于操作温度下被输送液体的饱和蒸气压pV时该处的液体就会汽化产生气泡。当气泡随液体流到高压区时，气泡因受压而迅速凝结。
在气泡凝结的瞬间会产生局部真空，周围的液体以很高的速度冲向气泡原来占据的空间，造成冲击和震动，产生很大的冲击力。尤其当气泡的凝结点位于叶片表面附近时，众多液体质点以很高的频率和压力冲击叶片；同时，气泡中还可能夹带有少量的氧气等对金属材料发生化学腐蚀作用。叶片在连续冲击和化学腐蚀的共同作用下，表面受损出现斑痕和裂缝，将导致叶片过早损坏，这种现象称为离心泵的汽蚀。
气缚现象
离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很小，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以吸入液体，这样虽启动离心泵也不能完成输送任务，这种现象称为气缚。
这表示离心泵无自吸能力，所以离心泵在启动前必须向泵内灌满被输送的液体。当然若将离心泵的吸入口置于被输送液体的液面之下，液体会自动流入泵内，这是一种特殊情况。离心泵吸入管路装有底阀，以防止启动前灌入的液体从泵内流出，滤网可以阻拦液体中的固体吸入而堵塞管道和泵壳排出管路中装有的调节阀是供开泵、停泵和调节流量时使用。
从造成汽蚀和气缚的原因不同来看：
气缚是泵体内有空气，一般发生在泵启动的时候，主要表现在泵体内的空气没排净；而汽蚀是由于液体在一定的温度下达到了它的汽化压力，可见和输送介质，工况有密切的关系。
防止气缚现象的发生有以下方法：
⒈在启动前向壳内灌满液体。做好壳体的密封工作，灌水的阀门和莲蓬头不能漏水密封性要好。
⒉离心泵吸入管路装有底阀，以防止启动前灌入的液体从泵内流。滤网可阻止液体中的固体吸入。排出管路装有调节阀是供开泵停泵和调节流量时使用。
⒊将离心泵的吸入口置于备输送液体的液面之下，液体会自动流入泵内。

发生汽蚀的原因与解决办法
造成汽蚀的主要原因有：　　　　　　
１．进口管路阻力过大或者管路过细
２．输送介质温度过高；
３．流量过大，也就是说出口阀门开的太大；
４．安装高度过高，影响泵的吸液量；
５．选型问题，包括泵的选型，泵材质的选型等．
解决办法：
1、清理进口管路的异物使进口畅通，或者增加管径的大小；
2、降低输送介质的温度； 
3、降低安装高度；
4、重新选泵，或者对泵的某些部件进行改进，比如选用耐汽蚀材料等。
离心泵最大安装高度的计算

为了避免汽蚀现象的发生，离心泵的安装高度需要进行非常仔细的校核计算。水泵进水侧装置形式示意图如下：

泵的允许几何安装高度与多方面条件有关，公式如下：

式中：
[Hg]—泵的允许几何安装高度，m；（计算结果供设计时利用，实际安装高度需低于允许安装高度）
pe—吸水水面压力，Pa；（为吸水水面的大气压，海拔越高大气压越低）
pv—饱和蒸汽压力，Pa；（与水温有关，水温越高，饱和蒸汽压力越高）
ρ—流体的密度，kg/m3；
g—重力加速度，9.81m/s2；
[NPSHr]—水泵的允许汽蚀余量，m；（与水泵性能有关，由水泵厂家提供）
hw—吸入管路中的水头损失，m。（与吸水管路设计有关，由设计人员确定）
由上式可知:
海拔越高、水温越高、允许汽蚀余量越大、进水管路水头损失越大，允许几何安装高度越小。
不同海拔时的大气及对应的水头高度见下表：

不同温度时水的饱和蒸汽压对应水头高度见下表：

例：某品牌VISO125X100-315-55/2水泵汽蚀余量为[NPSHr]=3.29m，欲在海拔500m高度的地方工作，该地区夏季最高水温为40℃，若吸水管的水头损失为1m，则该泵在当地的运行几何安装高度[Hg]计算如下：
设:吸水水面压力为当地大气压，由表查得海拔500m处大气压头9.7m；
水温40℃时，水的饱和蒸汽压头为0.752m；
计算得：
[Hg]=97-0.752-3.29-1=4.658m

离心泵使用安全操作规范
一、启动前准备工作
1、检查水泵设备的完好情况。
2、轴承充油、油位正常、油质合格。
3、将离心泵的进口阀全部打开。
4、泵内注水或真空泵引水（倒灌除外）打开放气阀排气。
5、检查轴封漏水情况，填料密封以少许滴水为宜。
6、电机旋转方向正确。
二、泵的启动
1、运转前应检查泵转动是否灵活；机械密封应无摩擦现象；储油器油位是否正常；电机转动方向是否正确。
2、关闭泵出口阀门；
3、对外部有冲洗的机械密封，起动前应先开启冲洗液使密封腔内充满密封液；
4、检查引水是否正常（使液体充满泵腔）；
5、接通电源，当电机达到额定转速后逐渐开启出口阀门（泵出口阀门关闭时泵连续工作时间不能超过3分钟）。
三、泵的运转
1、经常检查泵和电机的发热情况（轴承温度≤75℃）；
2、经常检查机械密封的密封性能；
3、轴承润滑油加注量以油位计中心线2mm左右；
4、注意电动机电流、温度等参数是否在规定范围内；
5、不能用吸入管上的阀门调节泵的流量，避免产生气蚀；
6、泵不能在低于30%设计流量下长期运转。
四、停车
1、缓慢关闭出口管路阀门，并关闭各种仪表开关；
2、切断电源；
3、关闭密封冲洗液。
五、维护和保养
1、保持设备表面卫生；
2、定期检验电机绝缘性能；
3、冬天环境温度低于液体凝固点时，停机后应将泵体内液体放尽，以免冻裂；
4、长期停运时应彻底搞好设备卫生，拆开泵体，将所有零件上的腐蚀液擦拭干净，尤其是密封室要认真冲洗干净重新装好，涂好防锈油，并将泵的进出口封闭后妥善保管。
六、机械密封的使用
1、维护保养时严防固体杂质进入机械密封面而使密封失败；
2、在易结晶的介质中使用机械密封应注意经常冲洗，停车后再开车要将机械密封上结晶物清洗干净；
3、拆卸机械化密封时应仔细小心，不许用榔头等物敲击，以免破坏动、静密封面；
4、应严格检查动环与静环的相对摩擦密封面，不允许有任何细微的划痕，碰伤等缺陷，所有零件都要冲洗干净并用干净的软布擦拭干净涂上油脂或机油；
5、装配中要注意消除偏差，紧固螺钉时要用力均匀；
6、正确调整弹簧的压缩量：泵装好后，以手扳动转子应感到密封弹簧既有一定的压缩量，而又能轻快、灵活的转动，没有咬紧的感觉。