水泵的汽蚀现象及防治措施
1.水泵汽蚀的概念
水泵运行过程中,如果泵内液体局部位置的压力降低到水的饱和蒸汽压力(液化压力)时,水就开始汽化生成大量的汽泡,汽泡随水流向前运动,流入压力较高的部位时,迅速凝结,溃灭。泵内水流中汽泡的生成,溃灭过程涉及许多物理,化学现象,并产生噪音,振动和对过流部件材料的侵蚀作用。这些现象统称为水泵的汽蚀现象。
1.1水泵汽蚀的类型:
1)叶面汽蚀:水泵安装过高,或流量偏离设计流量时,产生的汽蚀现象,其汽泡的形成和溃灭基本上发生在叶片的正面和反面。
2)间隙汽蚀:在离心泵密封环与叶轮外缘的间隙处,由于叶轮进出水侧的压力差很大,导致高速回流,造成局部压降,引起间隙汽蚀,轴流泵叶片外缘与泵壳之间很小的间隙内,在叶片正反面压力差的作用下,也因间隙中的反向流速大,压力降低,在泵壳对应叶片外缘部位引起间隙汽蚀。
3)水流经过泵内粗糙凹凸不平的内壁面和过流部件时。在凸出物下游发生的汽蚀,称为粗糙汽蚀。
1.2汽蚀的危害:
1)使水泵性能恶化。泵内发生汽蚀时,大量的汽泡破坏了水流的正常流动规律,流道内过流面积减小,流动方向改变,从而叶轮和水流之间能量交换的稳定性遭到破坏,能源损失增加,从而引起水泵流量,扬程和效率的迅速下降,甚至达到断流状态。
2)损坏过流部件。当汽泡被水流带到高压区迅速凝结,溃灭时,汽泡周围的水流质点高速地向汽泡中心集中,产生强烈的冲击。如果汽泡在过流部件附近溃灭,就形成对过流部件的打击,容易引起过流部件的塑性变形和局部硬化,产生疲劳,性能变脆,很快就会发生裂纹与剥落,形成窝蜂状孔洞。
振动和噪音。在汽泡凝结溃灭时,产生压力瞬时升高和水流质点间的撞击以及对泵壳和叶轮的打架,使水泵产生噪音和振动现象。当汽蚀振动频率与水泵自振频率接近时,会引起共振,从而导致整个机组甚至整个泵房振动。在这种情况下,机组就不应该继续工作了。
2.汽蚀余量的概念
要使泵内不发生汽蚀,至少应使泵内水流的最低压力高于水在该温度下的汽化压力。那么,在泵进口处的水流除压力水头要高于汽化压力水头外,水流的总水头应比汽化压力水头有多少富余,才能保证泵内不发生汽蚀,这个水头富余量称为汽蚀余量,用NPSH或表示。
汽蚀余量的表达式如下
(1)式中:
------------泵进口处水流的绝对压力
------------泵进口断面水流的平均流速
------------所抽水温度的汽化压力
------------水的比重
NPSH------------汽蚀余量
2.1四种汽蚀余量的定义
1)有效汽蚀余量
有效汽蚀余量是水流从进水池经吸水管到达泵进口时,单位重量的水所具有的总水头减去相应水温的汽化压力水头后的剩余水头,是由水泵的安装条件所确定的汽蚀余量。
计算公式如下:
?仅与进水池水面的大气压力,泵的吸水高度(或淹没深度),吸水管的水头损失和水温有关。
2)必需汽蚀余量
对于给定的泵,在给定的转速和流量下,保证泵内不发生汽蚀,必须具有(即需要的)汽蚀余量,通常由泵制造厂规定。用表示。
计算公式如下:
式中
---------绝对流速变化及水力损失引起的压头降低系数,一般情况下=1.1~1.2
---------相对流速变化及绕流叶片头部引起的压降系数,其值与入流方向关系密切,在设计工况无冲击入流时,=0.3~0.4
在非设计工况值增大且为变数。
?反映了水流进入泵后,在未被叶轮增加能量之前,因流速变化和水利损失而导致的压力能头降低的程度。影响的主要因素是泵进水室,叶轮进口的几何形状和流速。而与吸水管,大气压力,液体的性质等因素无关。
3)临界汽蚀余量
汽蚀安全量等于零,水开始汽化,泵内即开始发生汽蚀。在这种临界状态下的汽蚀余量称为临界汽蚀余量,用表示。临界汽蚀余量目前仍采用实验的方法确定。国标规定在给定的流量下,在叶轮(如多级泵则为第一级叶轮)内引起扬程或效率下降(其中k为型式数)时的(NPSH)值;或者在给定的扬程下,引起泵流量或效率下降时的(NPSH)值为值。
4)允许汽蚀余量
允许汽蚀余量是为了保证泵内不发生汽蚀,根据实践经验认为规定的汽蚀余量,可知泵内开始发生汽蚀的条件是
对一般清水泵留0.3m作为安全余量,即
对于大型泵的常用下式计算:
2.2水泵汽蚀的基本关系式:
泵内不发生汽蚀时:
泵内开始发生汽蚀时:
泵内发生严重汽蚀时:
有效汽蚀余量越大越不容易汽蚀
必需汽蚀余量越小说明泵内的压降越小,汽蚀安全量越大,越不容易发生汽蚀,所以泵的吸水性能越好,或者说抗汽蚀性能效果越强。
泵在运行中不产生汽蚀的条件是:使有效汽蚀余量不小于允许汽蚀余量。即:
3.减轻和防止汽蚀的方法和措施:
水泵的汽蚀是由水泵本身的汽蚀性能和抽水装置的使用条件决定的,水泵运行过程中,一定程度的汽蚀总是存在的。所以,提高泵的抗汽蚀性能,设计良好的吸水装置,就成为预防水泵发生汽蚀的最重要的措施。
3.1提高水泵抗汽蚀性能的措施
1)选择适宜的进水部分几何形状和参数。
泵进口部分的几何形状和参数,直接影响其中水流速度的变化和水力损失。因此,选择水流渐变过程的进水室几何形状和参数,对提高水泵的汽蚀性能,有重要的作用。
2)采用双吸式或降低转速。
双吸泵或低转速泵,虽然不能提高汽蚀比转速C值,但是可以有效的降低泵的汽蚀余量。因此在泵的设计中,当采用提高C值的措施仍不能满足使用要求时,常采用双吸泵或降低转速的方法解决泵的汽蚀问题。
3)加设诱导轮,制造超汽蚀泵,在离心泵的叶轮前面加设诱导轮。这样可以提高叶轮进口处的压力,提高泵的抗汽蚀性能。但诱导轮有使水泵性能不稳的缺点,尚须对其进行深入的探讨和研究。
4)选用抗汽蚀性能较强的材料,如铸锰,青铜,不锈钢,合金钢等制造叶轮,或用聚合物涂覆或喷镀过流部件的表面;精加工过流部件的表面,降低粗糙度,提高光洁度等,均可减轻汽蚀危害。
3.2设计良好的吸水装置
1)充分考虑到水泵工作中可能遇到的各种工况,合理的确定安装高程,对防止汽蚀具有重要意义。
2)适当的加大吸水管径,尽量减少吸水管的水头损失,并使泵进口的水流平顺,断面流速分布均匀。
3)设计水流条件良好的前池,进水池,不仅是可以减少池中的水位降落,而且使进入叶轮水流的速度和压力分布均匀。这一点对大口径,短吸水管的泵尤为重要。
3.3运行管理中应注意的问题
1)尽量使水泵在额定工况(及其附近)运行,使水泵在实际运行中值最小。必要时可采用降速甚至闸阀调节来实现。
2)控制水泵的实际转速不高于其额定转速。
3)泵在运行中发生汽蚀时,在吸水侧充入少量空气,能减弱或消除汽蚀产生的噪音和振动,减轻或避免汽蚀的危害。
篇2：水泵房水泵联合排水安全技术措施
一、概述:井工采矿是一项特殊高危作业的行业,根据《煤矿安全规程》第二百七十八条之规定:矿井涌水量增加到大涌水量时,“工作水泵和备用水泵的总排水能力,应在20h内排出矿井24h的最大涌水量的工作要求。”(所谓最大涌水量是指受大降水的影响,矿井涌水量增加到最大程度时的水量。不包括矿井大突水时的水量。)我们要在雨季之前做好矿井达到最大用水量时的排水试验工作,检验我们矿井排水能力和我们的排水工作质量。以保证在矿井出现一般性突水或自然灾害中矿井受大气降水影响,矿井的涌水量达到最大涌水量时,确保工人工作中的人生生命安全不受到威胁和国家财产不受损失。根据我国实际情况,决定在近期进行中央泵房水泵的联合排水试验,来检验我们的工作水泵、备用水泵、检修的水泵,工作水管、备用水管的排水工作总能力及配电设备是否同工作、备用以及检修水泵相适应,要达到能够同时开动工作和备用水泵。为保证水泵联合排水试验工作的顺利进行,特制订《中央水泵房水泵联合排水试验安全技术措施》,望参加水泵联合试验的工作人员认真学习,在水泵联合试验室的工作中认真参照执行,确保水泵联合试验工作的圆满成功。二、水泵联合排水试验时间:2012年4月1日14:00时至16:00时;三、实验地点:井下中央水泵房及井下中央变电所;四、水泵联合排水试验劳动组织:总指挥:刘卫军副总指挥:史艳兵技术负责人:张利文水泵小组组长:白书平供电小组组长:裴伟伟实验记录员:卫浩东试验小组成员:邢根红王海林康马层周建平张小龙刘玉文米雯伟张玉平蔡凯刘鹏五、水泵联合排水试验前的工作准备:1.由矿调度室安排生产人员,在试验前将井下的主副水仓和水泵的吸水井进行清淤完毕,为水泵联合排水试验做好储水准备;2.由机电队安排工作人员,在试验前将水泵电机、水泵及所属的配电设备、启动开关进行检查检修完毕,使之全部达到完好正常状态,为水泵联合排水试验工作做好具体的试验准备:3.其它(1)卡流表MA*1000A1个(2)绝缘胶靴1000V2双(3)绝缘手套1000V2副(4)转速表1只(5)水速表1只(6)5时水表1个(7)电工工具2套(8)钳工工具2套(9)450活络扳手1把六、水泵联合排水试验安全技术措施:1.各种准备工作结束,各岗位工作人员在各自的岗位上就绪后,在井下水泵房由总指挥下达试验开始命令;2.水泵工接到命令,打开射流阀,按下主水泵启动水泵电机;3.启动电机5秒后,打开排水阀门,进行排水;4.在启动电机的同时,电工组人员首先测量主水泵电机的启动电流,而后测量主水泵电机的正常运行电流,测得的数据由记录员记录在试验记录表上;5.由技术科地质员在井口水库利用水速表、秒表、水槽,测量排水的水在单位时间内的流速、流量,并计算出1号水泵的正常排水量,将测量的数据记录在记录表上;6.关闭排水阀门,关闭射流阀,按下水泵停止按钮,主水泵单台排水能力试验结束;7.按上述2-6的顺序分别启动备用水泵和检修水泵,分别测量出备用水泵、检修水泵的单台水泵的正常排水量,将测得的数据记录在记录表上,单台水泵排水能力试验结束;8.总指挥下达联合试验开始,电工组人员关闭井下其他用电单位的供电开关,停止向其它用电单位的供电后,水泵组水泵工两人打开射流阀,同时按主水泵、备用泵的启动按钮,同时启动2台水泵,启动电机5秒后,打开排水阀门,进行水泵联合排水;9.在启动电机的同时,电工组人员在变电所总馈开关二次端,使用卡流表测量两台开关的启动电流,而后测量两台泵的运行电流,并同时查看配电设备瞬间电压降情况,查看配电设备是否同主水泵、备用水泵以及检修水泵相适应,及时的将测量的数据记录在记录表上;10.由技术科地质员在井口水库利用水速表、秒表、水槽,测量排水的水在单位时间内流的流速、流量,并计算出两台水泵的正常排水量,将测量的数据记录在记录表上;11.关闭排水阀门,关闭射流阀,按下水泵停止按钮,主、备两台水泵联合排水能力试验结束;12.按上述8-11的顺序分别同时启动主水泵和检修水泵、备用水泵和检修水泵、主水泵、备用水泵和检修水泵,分别测量出主水泵和检修水泵、备用水泵和检修水泵、主水泵、备用水泵和检修水泵联合的排水量,将测得的数据记录在记录表上,联合水泵排水能力试验结束;13.总指挥下达联合试验结束,恢复其它用电单位的正常供电,所有工作人员清理工作现场的工具及杂物,保持好文明生产的工作现场清洁环境;14.记录人员汇总试验记录,填写水泵联合排水试验报告,参加试验的全部人员和试验负责人、记录人、试验技术负责人分别在水泵联合排水试验记录和水泵联合排水实验报告上签字后,记录员将水泵联合排水试验记录和水泵联合排水试验报告送矿档案室存档备查。七、水泵联合排水试验安全注意事项:1.参加试验的工作人员,必须认真的进行本安全技术措施的学习,经考核成绩合格者方可进行试验工作;2.全体试验人员在工作期间必须服从命令,听从指挥,并严格按照安全技术措施和各种的技术操作规程以及《煤矿安全规程》中的有关要求进行操作施工,任何人不得进行违章指挥和违章作业;3.试验时,一人指挥,一人进行安全监护;4.试验工作中,试验工作人员要听清指挥的信号或口令后,方可进行操作,信号和口令听不清晰,弄不明白的情况下不得进行操作;5.测量人员、记录人员、测时人员在试验工作中精力要集中,任何人员不得马虎从事应付工作,测量、计时和记录的数据要准确,确保试验的技术数据真实有效;6.一切工作完毕后,要及时的清理干净工作现场的各种物品,保持工作现场的清洁卫生;八、学习水泵联合排水试验安全技术措施考核合格人员签字:总指挥:副总指挥:技术负责人:水泵小组组长:供电小组组长:实验记录员:试验小组成员:山西柳林庄上煤矿有限公司机电科二零一一年四月一日
篇3：消防水泵稳压泵安装施工作业指导书
消防水泵机组的水泵、电动机及配电启动控制设备的规格、型号、技术性能应符合设计要求,产品应有出厂合格证及安装使用说明书。安装工作宜由具备一定技能和经验的钳工和管工共同承担。每一组消防水泵均应设工作泵和备用泵,备用泵的工作能力应与工作泵的工作能力相等。消防水泵应采用自灌式吸水,一组消防水泵的吸水管不应少于两路,当其中一路损坏或检修时;其余吸水管仍能通过全部水量。当消防水池分成2个(格)时;应保证检修清洗任一个(格)水池时;每一组消防水泵吸水管仍能从另一个(格)水池吸水。每台消防水泵出水管上应安装上回间和压力表;并直安装检查和试水用的放水阀(管径由设计定)。泵组的总出水管上还应安装止回间和泄压阀。压力表安装应加设缓冲装置;压力表和缓冲装置之间还应安装旋塞;便于压力表的拆换和维修;压力表量程应为工作压力的2-2.5倍。吸水管和附件的安装:(1)吸水管在安装时应使用水平尺找平;吸水喇叭口与水池底部距离由设计确定,喇叭口口径应比吸水管管径大2倍左右;喇叭口与吸水管的连接方式采用焊接,并要用支架固定于池底。喇叭口上应安装防护网。防止一些大型脏物被泵吸入造成阻塞。吸水管管径应符合设计要求,且不得小于水泵吸入口口径;吸水管穿过池壁的中心标高与水泵吸入接口标高应符合设计要求,吸入管水平段宜有不少于川000向水泵方向的上扬坡度;与水泵吸入口的连接应采用偏心异径管;上平下斜安装;吸水管不得呈现倒坡向及产生气襄的弯曲、变形现象。
1、压力表?2、可调式安全泄压阀?3、总出水管
4、明杆闸阀?5、缓闭式止回阀?6、真空压力表7、软接头?8、偏心变径管?9、吸水喇叭10、防护网11、固定支架12、预埋套管13、放水试验管14、水(2)吸水管上应安装明杆控制阀门,阀门安装应在水泵固定于基础上后进行;不应采用蝶阀、阀门口径应与吸水管管径相同;吸水管上的柔性接头应安装在控制阀之后。吸水管上宜安装真空压力表。安装位置直靠近水泵吸水口。阀门应用支架、支撑其重量防止下垂。(3)吸水管安装完后;应对所有焊接口及法兰接口进行严密检查;不得有渗水和漏气现象。(4)当消防水泵和消防水池位于独立的两个基础上,且互为刚性连接时,吸水管上应安装一段柔性连接管。(5)吸水管与池壁预埋套管之间的间隙应用防水材料填密实;并参照标准图集中柔性防水套管有关固定进行。消防水泵出水管及其附件安装:(在泵安装完毕后进行)(1)水泵出水管管径、管道连接形式应符合设计规定;(2)当设计无规定时,水泵出水管上应安装压力表、止回阀、闸问及试验查用的DN65mm放水阀,放出的水宜返回水池;消防水泵泵组总出水管上还应安装压力表和安全泄压阀。试验检查用的放水间安装位置;要能保证水泵单独检查试验和操作方便。条件可能时,应安装在泵出水管止回阀与闸阀之间;不应安装在止回阀之前;(3)水泵总出管应根据需要设控制阀门,以保证其中任一条故障检修时;其余供水管仍应保证供给全部消防用水流量;止回阀应采用缓闭式的;控制应采用明杆阀门、泄压阀应采用可调式安全泄压阀;(4)水泵出水管上所安装的柔性接头的位置和数量应符合设计规定;通常应分别安装在水泵出口处及出水管架空管段上;要既能防振又要保持管道位移在允许范围之内;水泵出水管上的压力表宜带有放气的旋塞及缓冲装置;其量程应为工作压力的2-2.5倍表上应有校验标志;(5)水泵出水管及其附件应用支、吊架固定不得使管道重量承压在水泵设备上。
泵基础及附件安装:
(1)泵基础的配筋、混凝土标号、配合比、严格按设计图施工;基础减振动装置按图纸要求安设;(2)消防水泵的启动控制柜应具有自动及手动启停水泵的控制开关和水泵启停状态的显示信号;还应有主、备消防水泵自动转换装置,若消防水泵采用变频调速控制装置时;变频调速控制功能和稳定压力、调节流量均应符合设计规定和消防用水压力、流量的要求。(3)泵地脚螺栓和垫铁的安装:安装人员在安装前需仔细阅看泵房设计图、泵安装图;地脚螺栓的不垂直度不应超过10/1000;地脚螺栓最外缘离灌浆孔壁应大于15mm;螺栓底端不应碰孔底;地脚螺栓上的油脂和污垢应清除干净。但灌浆孔上与泵相连的螺纹部分应涂油脂;螺母与垫圈问和垫圈与设备底座间的接触均应良好;拧紧螺母后螺栓必须露出螺母1.5-5个螺距。(4)承担主要负荷和较强连续振动的垫铁组,直使用平垫铁;每一垫铁组应尽量减少垫铁的块数;一般不超过3块,并少用薄垫铁;放置平垫铁时;最厚的放下面。最薄的放中间,并应将各垫铁相互焊牢,但铸垫铁可不焊,每一垫铁组应放置整齐平稳,设备找平后每一垫铁组均应被压紧,并可用0.25kg手锤还组轻击听音检查。(5)设备找平后;垫铁应露出设备底座外缘,平垫垫铁应露出10-30mm,垫铁组(不包括垫铁)伸入设备底座面的长度应超过设备地脚螺栓孔。泵的清洗和装配(1)装配前需要对装配的零部件进行清洗,清洗前要熟悉设计图纸和选型,”确认泵的型号与设计相符;有产品合格证;生产许可证、检测报告、产品装配图及使用说明书。清洗时应根据装配顺序清洁洗净。并涂于适当的润滑脂,设备上原已装好的零部件应全面检查清洁程度;如不合要求应进行清洗。(2)设备装配时应先检查零、部件与装配有关的外表形状和尺寸精度、确认符合要求方得装配。泵的安装:(1)水泵机组就位安装前水泵及电动机应检查,看是否符合设计要求和其产品说明书的规定;检查基础的尺寸位置、标高是否符合设计要求,设备的零部件是否有缺件、锈蚀。盘车应灵活无阻滞、卡住现象、无异常声音;(2)产品出厂时装配、调试完善的部分不应随意拆卸。确需拆卸时;应会
同厂方、建设方、监理方研究后进行。拆卸和复装应按设备的技术文件规定进行。
(3)水泵机组外观完好,无损伤,漆层无斑剥脱落现象;泵体和电机上必须有出厂铭牌;在施工安装时要采取措施保护铭牌;防止磨损和脱落。(4)水泵机组安装在建筑地下室最底层;其出水管;进水管上应安装柔性接头减振;若安装在建筑物楼层的楼板上时除了在进出水管上安装柔性接头外。并应在机组基础上设隔振台座。泵的找平、找正:(1)卧式和立式泵的纵横向水平度不超过0.1/10m。测量时;应以加工面为准。并与底座连接牢固。(2)小型整体安装的泵,不应有明显的偏差。(3)主动轴与从动轴以连轴节连接时;两轴的不同轴度两半联轴节端面间的间隙应符合设备技术文件的规定。电机安装应保持水泵与电机两轴同心,弹性联轴器两端面间隙符合应要求(2-6mm);若设备技术文件无规定时,应符合国家标准《机械设备安装工程施工及验收规范》TJ231-75(第一册通用规定);主动轴与从动轴找正连接后,盘动检查是否灵活。(4)电机与泵连接前;应先单独试验电动机的转向;确认无误后再连接。(5)泵与管路连接后;应复核找正情况;要检查吸水管路与泵的连接是否符合设计和规范要求;如管路连接不正常时,应调整管路。泵房管道安装:(1)管道内部和管端应清洁干净;清除杂物、密封面和螺纹不应损坏;(2)管道与泵连接后卜据设计施工图)不应再在其上进行焊接和气割。需焊接和气割时;应拆下管路和采取必要的措施;以防焊渣进入泵内和损坏泵的零件。
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