離心泵汽蝕對出料的影響及解決方法

劉殿宇

* 華禹乳品機械制造有限公司 安達 151400

離心泵汽蝕對出料的影響及解決方法

劉殿宇

*華禹乳品機械制造有限公司 安達 151400

分析離心泵產生汽蝕的幾種原因及解決辦法。

蒸發器 汽蝕 產生原因 影響 解決方法

1 汽蝕產生原因

料液在蒸發器中是減壓真空蒸發的過程。蒸發器在工作中經常會遇到泵出料困難的問題，汽蝕是離心泵的特有現象。其產生原因：① 當葉片吸入口附近液體的靜壓力等于或低于輸送溫度下的液體的飽和蒸汽壓時，將在該處部分液體中水分汽化產生氣泡，含氣泡的液體進葉輪高壓區后，氣泡就急劇凝結或破裂，因氣泡的消失產生局部真空，此時周圍的液體以極高的速度流向原氣泡占據的空間，產生極大的局部沖擊壓力。危害是使泵的性能下降，其次是產生振動和噪聲，后果是損壞葉輪；② 料液在蒸發過程中二次蒸汽及不凝性氣體來不及釋放而混入高速流動的料液中(此時多為小氣泡)，在泵附近釋放并產生大量氣泡并堆積，甚至致使出料管道形成中空斷料，進而導致出料困難或無法出料，分離器料位上漲；③設備漏氣所致，設備有漏點，外界空氣進設備內形成大量氣泡，也會導致出料泵無法正常出料(或出水)，分離器內料位(或殼程水位)上漲；④蒸發器的安裝高度不足或過低，受大氣壓約束也可能造成汽蝕量增大，進而導致泵出料困難。蒸發器安裝高度越高，出料也就越容易。當地的大氣壓條件即海拔高度也是設計蒸發器的一個重要參數。我國各地區大氣壓條件不盡相同，高海拔地區對蒸發器參數，如料液沸點、物料泵、水泵及真空泵都有影響。因此，在設計蒸發器時必須要考慮當地的大氣壓條件。

2 解決方法

除離心泵本身特點而引起的汽蝕外，二次蒸汽、不凝性氣體、空氣也都會引起汽蝕的發生，即在泵的入口處形成大量氣泡，導致泵出料困難，蒸發器內料位上升，甚至無法出料。解決汽蝕的方法：① 選擇具有一定抗汽蝕余量能力的泵。在蒸發器中所選擇的泵多為雙密封水冷卻的離心泵，這種泵出料或出水效果佳；② 在泵的入口與分離器之間連接一導管，即平衡管，在真空作用下，堆積在泵入口附近管道中大量氣泡就會被抽入到分離器內，即可減少或消除泵入口處的氣泡，可使泵迅速恢復正常出料。這種方法在蒸發器中解決出料困難簡單有效。

由于安裝高度不足或過低而引起汽蝕量增大，泵出料困難，也要在出料泵的入口與分離器接一平衡管或接一平衡罐解決泵出料困難的問題。

3 蒸發器設計注意事項

常用的蒸發器有外循環、強制循環及降膜式蒸發器等。尤其強制循環型蒸發器料液在管道中流速快，一般都在2～5m/s，更容易在循環管道或出料管道中、泵的入口處形成大量汽泡堆積進而造成泵出料困難。這種類型蒸發器出料泵入口一般都要加裝平衡管或平衡裝置將二次蒸汽及不凝性氣體及時引入到分離器中即可保證料液的順利排出。在降膜式蒸發器中這種現象不多見，因此也無需加裝平衡管。只是在冷凝水排出的汽水分離器中也會有二次蒸汽及不凝性氣體產生，需要加裝此平衡裝置，將汽水分離器中產生的二次蒸汽及不凝性氣體引入到冷凝器的殼程中,具體情況見圖1。

4 結 語

料液在蒸發器中產生汽蝕現象比較多見。首先，蒸發器所選用的泵必須具有足夠的抗氣蝕余量能力，其次要了解并掌握氣蝕產生的原因，當出料困難，分離器中料位上升、蒸發器殼程存水，就要考慮到蒸發器是否出現泄漏，泵的機械密封是否出現故障等。其次，要排除管道是否過細所致，然后根據氣蝕產生的原因采取相應的解決方法可使蒸發器迅速恢復正常生產。凡是由于外界因素引起的氣蝕就要設法將氣泡引出即可保證泵能夠順利出料正常生產。

圖1 氣水分離器

1 劉殿宇，影響蒸發器使用的幾個因素[J]. 發酵科技通訊，,2008.37(4)：46-47.

2 劉殿宇，張吉寧，用于乙酸乙酯生產的單效降膜式蒸發器的設計及應用[J]. 中國茶葉，2008.37(4)：34-35.

3 劉殿宇，降膜式蒸發器物料泵的確定選型及注意事項[J]. 安徽化工，2013，(6)：77-78.

4 劉殿宇著降膜式蒸發器設計及應用[M].北京：化學工業出版社，2016.1.

5 馬曉迅，夏素蘭，曾慶榮主編化工原理[M].北京：化學工業出版社，2010.8.

2016-06-03)

*劉殿宇：高級工程師。1982年畢業于東北農業大學農機專業。主要研究設計方向：乳品機械，輕化工機械。聯系電話：13816382196， E-mail：ldy620519@163.com。