鍋爐給水泵汽蝕原因分析及解決措施

河南省 鄭州市鄭州電力機械廠 翁 凱

徐州金山橋熱電有限公司2 臺主給水泵使用的是鄭州電力機械廠生產的12SB-T 型鍋爐給水泵，該泵為單殼體、分段式、多級離心泵。轉子依靠位于軸承內的2 個滑動軸承支承，軸承采用油環甩油的自然潤滑方式；平衡裝置由依靠軸套螺母固定在軸上的平衡盤和裝在平衡室蓋內的平衡套組成，用以自動平衡給水泵的軸向力；軸封采用填料密封結構形式，在水封體處設有密封填料箱，填料箱內裝有高水基盤根，并用填料壓蓋將它壓緊；冷卻方式為外部冷卻水冷卻。鍋爐給水泵主要性能參數見表1。

表1 鍋爐給水泵主要性能參數

2012年9月，根據客戶反饋，公司2 臺鍋爐運行時蒸汽流量共120 t/h，單獨運行6#或7#給水泵時，出口壓力只有5.8 MPa，滿足不了鍋爐上水量。鍋爐給水泵實際運行參數見表2。

表1 鍋爐給水泵實際運行參數

2012年10月，在售后服務人員的見證下，鍋爐給水泵進行試驗。試驗結果表明，該泵出力達不到銘牌上的參數。同時發現流量在119 t/h 時，出口壓力由7.0 MPa 降至6.0 MPa，壓力降低，而流量沒有變化。6#給水泵去掉濾網再次進行試驗，出口壓力低于7.4 MPa，電流依然偏大，進口處有異音。返廠檢修發現，第一級導葉前蓋板沖透，出口葉片沖刷掉塊，導葉從中段內掉出，有明顯的汽蝕現場。

一、鍋爐給水泵汽蝕產生的原因及影響

1.汽蝕的概念及常見原因。由于流體流經泵的過流部件過程中，隨著流體壓力的降低，當在葉片附近流體的壓力降低到低于流體本身的飽和蒸汽壓時，流體便會汽化產生氣泡。隨著氣泡繼續增大，在氣體溶解、蒸汽凝結等外界條件下潰滅消失，從而引起局部水錘作用，對過流部件造成侵蝕破壞。這種伴有氣泡產生、破滅、沖擊、腐蝕的綜合過程，被稱為泵的汽蝕過程。

泵內局部壓力降低到水的汽化壓力是產生汽蝕的直接原因，泵吸上高度過大、泵偏離設計工況運行、水泵過流部件材和泵本身抗氣蝕性能較差、泵內水流經過狹窄的間隙等原因均會降低泵內局部壓力。

2.汽蝕現象對離心泵本身的影響。

（1）會降低泵的流量、揚程和效率。隨汽蝕現象的發展，這種影響會逐漸加劇，當汽蝕區占據葉輪的整個過流通道時，就會使離心泵產生工況中斷，從而導致離心泵不能正常工作。

（2）會引起泵的過流部件，特別是葉輪的背后產生斑點和溝槽。時間一長，就會使過流部件受到破壞，使葉片斷裂脫落，輕者會降低泵的工作性能指標，影響工作穩定性，重者會破壞泵的正常工作。

（3）會造成整個機組及其連接管路的劇烈振動。劇烈振動會產生噪音，影響可拆零件的連接和泵的密封性，還會造成材料疲勞破環，從而降低了離心泵安全運行的可靠性。

二、減輕和防治汽蝕鍋爐給水泵的措施

水泵的汽蝕是由水泵本身的汽蝕性能和抽水裝置的使用條件決定的。為防止水泵汽蝕，一方面應提高水泵自身的抗氣蝕性能，另一方面則應合理布置水泵的吸水管路系。一定程度的汽蝕是不可避免的，因此，減輕和防治汽蝕尤為重要。

1.正確地確定水泵安裝高程。在設計泵站時，要使裝置汽蝕余量大于水泵的允許汽蝕余量，水泵進口處的吸上真空度小于水泵的允許吸上真空度。

2.要有良好的進水條件。進水建筑物內的水流要平穩、均勻，不產生漩渦。

3.提高泵本身的抗氣蝕性能。要充分考慮葉輪進口直徑、葉片進口寬度、葉輪蓋板進口部分曲率半徑、葉片進口邊的位置和葉片進口部分的形狀、葉片進口沖角、葉片進口厚度、平衡孔、光潔度等因素對水泵抗氣蝕能力的影響。

4.采用耐汽蝕材料和涂料。在發生汽蝕的部位涂一層環氧樹脂，可以提高葉輪表面的抗氣蝕性能，減輕葉輪表面被汽蝕破壞的程度。

三、可行性方案

在離心泵設計時，要準確計算泵的汽蝕性能，以保證在工作范圍內不應產生汽蝕，還可以采用一些結構與工藝措施來提高離心泵的汽蝕性能。如，采用合理的葉輪結構設計，以提高葉輪的抗氣蝕性能；采用良好的靜密封與動密封結構，以提高吸入管路密封性和防止吸入空氣；采用良好的抗腐蝕和抗侵蝕材料，以增加過流部件的抗氣蝕性能；提高過流部件表面的加工精度和光潔度，以減小液流的摩擦損失；正確設計吸入接管和吸入管路，以減少液流的阻力損失等。

四、結論

1.由于吸入管口徑較小，形狀為圓錐形，過流面積小，液流阻力大。因此可切削吸入管喉部區域，以增大過流面積。

2.加大首級葉輪頸部直徑，提高第二臨界汽蝕性能，進而提高泵的汽蝕性能；并加大首級葉輪進口邊的流道寬度，增加葉輪過流量，能改善離心泵的汽蝕性能。根據新首級葉輪的尺寸配上導葉、密封環及導葉套，按正常組裝工藝進行組裝。

采用上述措施后，在泵啟動后，對泵的出力情況進行檢測，各項性能達到泵的銘牌參數，保證了機組的安全穩定運行。