DG46-80型鍋爐給水泵發生汽蝕過程及現象
(-)泵內汽蝕的過程
泵運轉時,流道里液體的速度和壓力都是變化的,當流道中局部區域(通常是葉輪進口邊稍后的某處)液體的絕對壓力降低到當時溫度下的汽化壓力時,液體便在該處發生汽化,形成許多汽泡。汽泡隨液體向前流動至壓力大于汽化壓力的區域時,汽泡內外產生壓差,汽泡急劇地縮小以至凝結,凝結過程中,液體質點高速填充空穴,液體質點就像無數小彈頭一樣,連續打擊在金屬表面上,在壓力很高(局部壓力高達50MPa),頻率很高的連續打擊下,金屬表面逐漸因疲勞而破壞。另外,在所產生的汽泡中還夾雜一些活潑的氣體(氧),借助汽泡凝結時所放出的熱量(局部溫度高達200~300℃)對金屬起化學腐蝕作用。在這種機械剝蝕和化學腐蝕的共同作用下,使泵過流部件受到破壞的過程就是泵內的汽蝕過程。
(二)泵產生汽蝕的現象
1. 產生振動和噪聲
泵汽蝕時,汽泡在高壓區內連續不斷發生突然潰滅,并伴隨著強烈的水擊,這時會產生頻率為600~25000Hz的噪音,泵內可聽到“劈劈”、“啪啪”的爆炸聲,同時機組產生振動,機組的振動又將促使更多的空泡發生潰滅,兩者相互激勵,當頻率接近于裝置的固有頻率時,機組將發生強烈的共振,稱為汽蝕共振,這時,機組不應工作。
2. 過流部件的汽蝕破壞
泵長時間在汽蝕條件下工作時,在連續強烈的高頻(600~25000Hz)沖擊下(壓力達50MPa),金屬表面出現麻點,嚴重時金屬晶粒松動并脫落,呈現出蜂窩狀、海綿狀、溝槽狀、魚鱗狀甚至穿孔、斷裂。
實踐證明,汽蝕破壞的部位,正是汽泡消失之處,所以常常在葉輪出口和壓水室進口部位發現破壞痕跡。軸流泵和斜流泵,通常在葉片背面和外周出現破壞(葉片與葉輪室接觸的地方,即間隙汽蝕)。
3. 性能下降
泵剛發生汽蝕時,對泵性能影響不大,待汽蝕發展到一定程度,由于葉輪和液體的能量交換受到干擾和破壞,大量的汽泡“堵塞”流道,泵的流量、揚程、效率 、軸功率曲線就會顯著下降。低比轉數泵的特性急速下降;高比轉數泵的特性下降較為緩慢,只是到了某一個流量后,性能才急劇下降;軸流泵無顯著下降階段,多級泵汽蝕只限于第一級,因而性能下降較單級泵為小。
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