立式消防泵選購方法以及水泵的汽蝕現(xiàn)象以及解決對策

2021/12/06

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       1.選擇消防水泵時，其流量～壓力（Q～P）特性曲線應(yīng)平坦無駝峰。有條件時可選用切線泵或泵閥（減壓穩(wěn)壓閥）一體化的水泵機(jī)組。

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

　　3.結(jié)構(gòu)要求、抗腐蝕性能、機(jī)械性能、連續(xù)運轉(zhuǎn)等性能的檢測應(yīng)符合GB6245-2006標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　4.泵組所采用的泵均應(yīng)經(jīng)過定型鑒定和型式檢驗并符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。所選用的原動機(jī)均應(yīng)經(jīng)過定型鑒定并符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動機(jī)應(yīng)有良好的常溫啟動性能，應(yīng)保證5s內(nèi)順利啟動。引上水后20s內(nèi)，應(yīng)能使消防泵達(dá)到額定工況。

　　5.消防泵的流量和壓力應(yīng)根據(jù)所服務(wù)建筑物（或工廠廠區(qū)、居住小區(qū)）、堆場、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(yīng)滿足消防用水水壓和流量要求。水泵的流量、揚程不低于設(shè)計要求值，也不低于性能曲線給定值。

　　6.水泵葉輪轉(zhuǎn)動靈活，無卡阻現(xiàn)象。

　　7.設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)工程項目中消防泵房的位置、面積和消防給水系統(tǒng)的具體情況選擇、確定消防泵類型。消防泵性能參數(shù)要求：1.普通消防泵

　　一：在吸深1m時，應(yīng)滿足額定流量（Qn）和額定壓力（Pn）要求，同時工作壓力不應(yīng)超過額定壓力的1.05倍。

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

　　潛水消防泵

　　一：在吸深0m時，應(yīng)滿足額定流量（Qn）和額定壓力（Pn）要求，同時工作壓力不應(yīng)超過額定壓力的1.05倍。

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

1、汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

　　泵進(jìn)水口處的絕對壓力減小到當(dāng)時水溫下的汽蝕壓力時，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(qū)時，汽泡迅速破裂，周圍液體立即填充原汽泡空穴，由于汽泡破裂時間很短，所以形成高達(dá)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次的頻率反復(fù)作用在葉輪上，時間一長，就會使葉輪的葉片逐漸因疲勞而剝落；同時，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(jī)械剝蝕。另外，氣泡形成與破裂的過程中，會使過流部件兩端產(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(jī)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(xiàn)蜂窩狀的麻點，并逐漸形成空洞而損壞，這種現(xiàn)象稱之為汽蝕。

　　2、汽蝕現(xiàn)象發(fā)生后對泵的嚴(yán)重影響

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

　　主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

　?。?）泵的性能改變 汽蝕初生時，對水泵外特性并無明顯影響。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(shù)會突然下降。當(dāng)汽蝕充分發(fā)展后，水流的有效過流面積會減小很多，以致引起水流中斷，不能工作。

　?。?）引起振動和噪聲 氣泡破裂時，液體質(zhì)點互相沖擊，產(chǎn)生噪音和機(jī)組振動，兩者互相激勵使泵產(chǎn)生強(qiáng)烈振動，稱為汽蝕共振現(xiàn)象。

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

　　3、葉輪磨損實驗分析 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)行磨損實驗：（2）用清水在發(fā)生汽蝕的情況下進(jìn)行磨損實驗。水泵在以上2種條件下運行10h后，觀察葉輪損傷情況并進(jìn)行分析。實際應(yīng)用中的煤礦主排水泵葉輪損壞最嚴(yán)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(yán)重的甚至形成葉片剝落：葉片出口壓力面磨損也比較嚴(yán)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(jì)泵業(yè)通過實踐證明，涂油漆只有葉片進(jìn)口端有較明顯的固體顆粒摩擦痕跡，整個葉輪葉片流道沒有汽蝕點。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(yán)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存在，在損傷部位及程度基本上和實際煤礦主排水泵葉輪的損傷情況一致，程度較無汽蝕時好。條件2下清水的實驗沒有磨痕，只有汽蝕點，汽蝕的程度和含沙水相比要小得多，說明含沙粒的礦水?dāng)U大了汽蝕范圍。由此可見，在相同流體介質(zhì)條件下，發(fā)生汽蝕時的損傷比不發(fā)生汽蝕時要嚴(yán)重；相同汽蝕條件下，有固體顆粒的介質(zhì)比沒有固體顆粒時要嚴(yán)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。實驗結(jié)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存在。

　　4、解決對策與結(jié)論

　　由以上實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(jì)泵業(yè)為改善和減輕煤礦主排水泵葉輪的汽蝕破壞，應(yīng)從以下2方面改進(jìn)：

　?。?）設(shè)計、制造方面。1）改變?nèi)~輪形狀的設(shè)計及優(yōu)化葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，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(yīng)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(tǒng)包括底閥、慮水器、管路、彎頭、等，使這些部位的安裝設(shè)計合理，減少損失，也是降低水泵發(fā)生汽蝕現(xiàn)象的重要途徑；

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