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关于渣浆泵输送介质温度对泵汽蚀性能的影响

浏览次数:58发布日期:2021-12-24


物体温度越高分子运动越快。当水的温度为20℃时,水的汽化压力为233.8Pa(0.0238Kgf/cm2),而100℃水的汽化压力为10129Pa(1.033Kgf/cm2)(一个标准大气压相当10.3m水柱)。

1893年,人们确认英国一台驱逐舰螺旋浆的破坏是汽蚀的结果,这就是汽蚀现象的发现。之后,对螺旋浆、水轮机和水泵等水力机械的汽蚀问题进行了大量研究。目前,普遍认为水泵中发生汽蚀分为三个阶段:第一阶段为初生阶段(lncipient);第二个阶段为发达阶段(Developcd);第三个阶段为终结阶段(Dcsinent)。其基本原理是泵在输送介质时,泵进口压力小,当泵进口压力低于泵输送介质汽化压力时,此时泵输送介质产生汽化,在泵输送介质中生成气泡,随着介质向泵出口方向运动,泵输送介质压力不断增大,压缩气泡直至破碎,其破碎时所产生的瞬间压力能达到49Mpa,致使金属表面出现麻点和穿孔,严重时金属晶粒松动并剥落而呈现出蜂巢状,泵工作参数急剧变化,致使泵无法运转。给用户造成不可估量的损失,这样的事故在中外已举不胜举。

因此,泵在输送高温介质时,一个非常重要的性能参数必需汽蚀余量NPSHγ和有效汽蚀余量NPSHα。必需汽蚀余量NPSHγ是泵设计时所决定的,而有效汽蚀余量NPSHα是与泵的装置有关,要使泵不发生汽蚀应当满足NPSHα≥ NPSHγ+0.3,如当台泵已选好并已安装在一定的管路上,此时有效汽蚀余量NPSHα已定,显而易见必需汽蚀余量NPSHγ越小泵越不会发生汽蚀,然必需汽蚀余量NPSHγ是随泵型号不同而不相同的(石泵集团引进WARMAN公司砂砾泵系列产品的必需汽蚀余量NPSHγ性能在所有渣浆泵中最优)。上述是假设泵输送介质温度恒定不变情况时,NPSHα与NPSHγ之间关系。如果泵输送介质温度是变化时,泵的汽蚀性能又如何呢?首先,我们来看一看有效汽蚀余量NPSHα与介质温度有什么关系。

NPSHα=(Hα-Hγ)/S+h-ht

Hα      当地大气压力

Hγ 泵输送介质汽化压力(与介质温度有关)

S        泵输送介质比重

h  泵安装位置

ht      泵吸入口损失

从上面等式中,我们可看出Hα、Shht在一定的流量下是常量,而汽化压力Hγ是随温度变化而变化的,温度越高汽化压力Hγ越高,故有效汽蚀余量NPSHα越小。如要不发生泵汽蚀,就需要泵有更好的汽蚀性能(必需汽蚀余量NPSHγ要更小),这样才能满足NPSHα≥ NPSHγ+0.3。换一句话,泵输送介质温度越高就越容易发生汽蚀。

我们以天钢炼铁车间INBA系统中冷凝塔回水上塔泵(PCOR)为例:泵参数要求Q=1900m3/h H=40m要求配电机10kv 40kw泵输送介质温度最高为95℃。

我公司为天钢选泵型为:14/12G-G

泵参数为:Q=1900m3/h  H=40m  泵转速 n=590rpm  NPSHγ=4.5m

泵配电机为:Ykk560-10 10kv 400kw

计算NPSHα值

从水温度与汽化压力表中查得95℃时水的汽化压力为9m水柱,假定hht之差为4m

NPSHα=(Hα-Hγ)/S+hht=(10.3-9/1+4 =5.3m

泵不发生汽蚀条件为:

NPSHα≥ NPSHγ+0.3

NPSHγ+0.3=4.5+0.3=4.8m

上面通过计算NPSHα值满足泵不发生汽蚀条件,泵选型正确。

我们在下面表中给我们所选泵型与其它泵型之间汽蚀参数对照表

 位

 数

原选泵型号

NPSHγ

比较泵型号

NPSHγ

 浆  泵

PCOR)冷回

塔回水上塔泵

Q=1900m3/h

H=40m

N=590rpm

10kv400kw

温度95°C

 

 

14/12G-G

 

 

4.5m

 

300ZGB

14/12ST-AH

 

8.0m

8.5m

 浆  泵

PCC冲渣粒

化回水上塔泵

 

Q=1000m3/h

H=40m

N=740rpm

380v200kw

温度95°C

 

 

12/10G-G

 

 

2.8m

 

200ZGB

250ZGB

12/10ST-AH

 

6.5m

5.5m

4.8m

 浆  泵

PCO冲渣粒

化供水泵

Q=1000m3/h

H=40m

N=740rpm

380v200kw

温度95°C

 

 

12/10G-G

 

 

2.8m

 

200ZGB

250ZGB

12/10ST-AH

 

6.5m

5.5m

4.8m

 浆  泵

PGR冷凝他

供水塔泵

Q=1000m3/h

H=70m

N=980rpm

10kv355kw

温度95°C

 

 

10/8X-GH

 

 

4m

 

200ZGB

250ZGB

 

6.5m

5.5m

说明:表中参照对比水泵是我公司其它系列水泵(这些水泵系列有从澳大利亚WARMAN公司引进的,其它是我公司在消化引进基础上自行开发研制新系列产品。)。

从上述表中泵的汽蚀性能可看出我公司炼铁高炉用泵砂砾泵系列泵汽蚀性能最好(砂砾泵系列产品必需汽蚀余量比其它系列产品高出2倍左右),并已在国内大小许多家钢厂广泛应用,水泵运行良好,性能稳定,特别在INBA系统中砂砾泵受到用户一致的赞誉。

我今日写此说明文,只是想与天钢炼铁项目组领导和各位前辈商讨水泵在高温选型时应注意泵的重要参数“必需汽蚀余量NPSHγ",正确选择泵的必需汽蚀余量对今后水泵正常运转是至关重要的。以上是我之拙见,如有不对之处请各位领导和前辈提出批评及指教,我将不胜感激。


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