立式消防泵選購方法以及水泵的汽蝕現象以及解決對策

2021/12/06

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       1.選擇消防水泵時(shí)，其流量～壓力（Q～P）特性曲線(xiàn)應平坦無(wú)駝峰。有條件時(shí)可選用切線(xiàn)泵或泵閥（減壓穩壓閥）一體化的水泵機組。

　　2.臨時(shí)高壓消防給水系統的消防水泵應采用一備一用，或多用一備。備用消防泵的工作能力不應小于其中一臺消防工作泵。多用一備時(shí)，應考慮多臺消防泵并聯(lián)工作時(shí)，對系統流量和壓力的影響。

　　3.結構要求、抗腐蝕性能、機械性能、連續運轉等性能的檢測應符合GB6245-2006標準要求。

　　4.泵組所采用的泵均應經(jīng)過(guò)定型鑒定和型式檢驗并符合有關(guān)標準。所選用的原動(dòng)機均應經(jīng)過(guò)定型鑒定并符合有關(guān)標準。發(fā)動(dòng)機應有良好的常溫啟動(dòng)性能，應保證5s內順利啟動(dòng)。引上水后20s內，應能使消防泵達到額定工況。

　　5.消防泵的流量和壓力應根據所服務(wù)建筑物（或工廠(chǎng)廠(chǎng)區、居住小區）、堆場(chǎng)、儲罐等對消防水量和水壓的要求經(jīng)計算確定。消防水泵應滿(mǎn)足消防用水水壓和流量要求。水泵的流量、揚程不低于設計要求值，也不低于性能曲線(xiàn)給定值。

　　6.水泵葉輪轉動(dòng)靈活，無(wú)卡阻現象。

　　7.設計人員應根據工程項目中消防泵房的位置、面積和消防給水系統的具體情況選擇、確定消防泵類(lèi)型。消防泵性能參數要求：1.普通消防泵

　　一：在吸深1m時(shí)，應滿(mǎn)足額定流量（Qn）和額定壓力（Pn）要求，同時(shí)工作壓力不應超過(guò)額定壓力的1.05倍。

　　二：在吸深1m時(shí)，流量為1.5Qn，工作壓力不應小于0.65Pn。工作壓力不得超過(guò)1.4Pn。2.深井、

　　潛水消防泵

　　一：在吸深0m時(shí)，應滿(mǎn)足額定流量（Qn）和額定壓力（Pn）要求，同時(shí)工作壓力不應超過(guò)額定壓力的1.05倍。

　　二：在吸深0m時(shí)，流量為1.5Qn，工作壓力不應小于0.65Pn。工作壓力不得超過(guò)1.4Pn。

1、汽蝕現象產(chǎn)生的原因

　　泵進(jìn)水口處的絕對壓力減小到當時(shí)水溫下的汽蝕壓力時(shí)，水發(fā)生汽化。水在入水口形成氣體，從而入水口形成許多小氣泡。這些小氣泡隨水流進(jìn)高壓區時(shí)，汽泡迅速破裂，周?chē)后w立即填充原汽泡空穴，由于汽泡破裂時(shí)間很短，所以形成高達幾百兆帕的水力沖擊。汽泡不斷地形成與破裂，巨大的水力沖擊以每秒鐘幾萬(wàn)次的頻率反復作用在葉輪上，時(shí)間一長(cháng)，就會(huì )使葉輪的葉片逐漸因疲勞而剝落；同時(shí)，汽泡中還夾雜有一些活潑氣體（如氧氣），對金屬的光滑層因電解而逐漸變得粗糙。金屬表面粗糙度被破壞后，更加速了機械剝蝕。另外，氣泡形成與破裂的過(guò)程中，會(huì )使過(guò)流部件兩端產(chǎn)生溫度差異，其冷端與熱端形成電偶而產(chǎn)生電位差，從而使金屬表面發(fā)生電解作用，金屬的光滑層因電解而逐漸變得粗糙。在機械剝蝕、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)的共同作用下，金屬表面很快出現蜂窩狀的麻點(diǎn)，并逐漸形成空洞而損壞，這種現象稱(chēng)之為汽蝕。

　　2、汽蝕現象發(fā)生后對泵的嚴重影響

　　當汽蝕發(fā)展到一定程度時(shí)，將影響水泵的性能并妨礙其正常運行。

　　主要表現為以下幾個(gè)方面：

　?。?）泵的性能改變 汽蝕初生時(shí)，對水泵外特性并無(wú)明顯影響。汽蝕發(fā)展到一定程度后，水泵的功率、效率、流量和揚程等參數會(huì )突然下降。當汽蝕充分發(fā)展后，水流的有效過(guò)流面積會(huì )減小很多，以致引起水流中斷，不能工作。

　?。?）引起振動(dòng)和噪聲 氣泡破裂時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)互相沖擊，產(chǎn)生噪音和機組振動(dòng)，兩者互相激勵使泵產(chǎn)生強烈振動(dòng)，稱(chēng)為汽蝕共振現象。

　?。?）過(guò)流部件表面的破壞 汽蝕破壞將大大縮短水泵的壽命，剝蝕和腐蝕嚴重時(shí)，會(huì )產(chǎn)生葉片斷裂或穿孔等重大事故。

　　3、葉輪磨損實(shí)驗分析 利用在葉輪葉片上涂漆的方法，對葉輪損傷的部位和程度進(jìn)行定性分析實(shí)驗條件：

　?。?）用含一定沙粒的水代替礦水，使密度和礦水相同（ρ=1025kg/m3），分別在發(fā)生汽蝕和不發(fā)生汽蝕情況下進(jìn)行磨損實(shí)驗：（2）用清水在發(fā)生汽蝕的情況下進(jìn)行磨損實(shí)驗。水泵在以上2種條件下運行10h后，觀(guān)察葉輪損傷情況并進(jìn)行分析。實(shí)際應用中的煤礦主排水泵葉輪損壞最嚴重的部位是葉片進(jìn)口壓力面和吸水面，葉片材料剝落形成凹坑，嚴重的甚至形成葉片剝落：葉片出口壓力面磨損也比較嚴重。后蓋板上從葉片進(jìn)口到葉片中部凹凸不平，受到不同程度的損壞。

　　上海淄博正濟泵業(yè)通過(guò)實(shí)踐證明，涂油漆只有葉片進(jìn)口端有較明顯的固體顆粒摩擦痕跡，整個(gè)葉輪葉片流道沒(méi)有汽蝕點(diǎn)。汽蝕損失情況下，葉片進(jìn)口端、葉片進(jìn)口壓力面、葉片出口壓力面的油漆有較嚴重的固體顆粒的摩擦痕跡，特別是葉片進(jìn)口吸力面有大面積的汽蝕點(diǎn)存在，在損傷部位及程度基本上和實(shí)際煤礦主排水泵葉輪的損傷情況一致，程度較無(wú)汽蝕時(shí)好。條件2下清水的實(shí)驗沒(méi)有磨痕，只有汽蝕點(diǎn)，汽蝕的程度和含沙水相比要小得多，說(shuō)明含沙粒的礦水擴大了汽蝕范圍。由此可見(jiàn)，在相同流體介質(zhì)條件下，發(fā)生汽蝕時(shí)的損傷比不發(fā)生汽蝕時(shí)要嚴重；相同汽蝕條件下，有固體顆粒的介質(zhì)比沒(méi)有固體顆粒時(shí)要嚴重。因此，汽蝕是煤礦主排水泵葉輪損傷的主要原因，消除汽蝕可以降低水泵的破壞，消除水中的固體顆粒則可更大程度地減輕破壞。實(shí)驗結果表明，雖然我們還不清楚汽蝕與固體顆粒的大小是否有關(guān)系，但可以驗證破壞作用的客觀(guān)存在。

　　4、解決對策與結論

　　由以上實(shí)驗可知道壓力降低是汽蝕發(fā)生的條件，水中存在大量的汽泡迅速破裂則是汽蝕發(fā)生的原因。

　　因此上海淄博正濟泵業(yè)為改善和減輕煤礦主排水泵葉輪的汽蝕破壞，應從以下2方面改進(jìn)：

　?。?）設計、制造方面。1）改變葉輪形狀的設計及優(yōu)化葉輪的結構參數，改善汽蝕產(chǎn)生的外部條件；

　?。?）葉片及其他水流經(jīng)的部件應選用抗汽蝕性能良好的材料；

　?。?）減少吸入管的壓力損失∑h、吸入管路系統包括底閥、慮水器、管路、彎頭、等，使這些部位的安裝設計合理，減少損失，也是降低水泵發(fā)生汽蝕現象的重要途徑；

　?。?）減少泵本身必須的汽蝕余量，為此，可適當加大手級葉輪吸入口直徑，或采用無(wú)底閥排水。