凝泵汽蚀.doc

凝结水泵汽蚀原因的分析及解决作者：尚海1 王秀平2(1-蚌埠涂山热电有限公司设备部，蚌埠，233010)（2-蚌埠涂山热电有限公司运行部，蚌埠，233010)摘要： 新加装的凝结水泵在运行中发生严重汽蚀现象，检查发现是水泵的几何安装高度不够，根据水泵汽蚀原理，采用改变水泵叶轮的几何尺寸，降低了水泵的允许汽蚀余量，补偿了几何安装高度高度差，以最小的改动，解决了凝结水泵汽蚀问题。关键词：凝结水泵 汽蚀 几何安装高度 叶轮一、概述蚌埠涂山热电有限公司2#、3#机组为青岛捷能汽轮机股份有限公司生产的抽汽凝汽式汽轮机（型号：C12-3.43/0.98），配套设计2台凝结水泵为长沙水泵厂生产的100NB60单级离心泵，一台运行、一台备用。这两台泵的额定设计流量为36 m3/h，汽轮机在供工业抽汽的工况下，最大凝结量为40 m3/h，水泵在这种工况下是可以满足生产需要的。但在夏季，供汽量减少，供电量加大时，汽轮机就以发电为主，这时的排汽凝结量将增大为65 m3/h，水泵的出力就不够了，满足不了正常生产的需要。在这种状况下，为每台汽轮机设计选择增加了一台额定流量为60 m3/h的凝结水泵，型号为4N6，与原水泵并列安装。二、凝结水泵使用情况在调试运行时发现新加装水泵出口压力不稳定，在0.2-0.5MPa之间剧烈波动，电机电流变小，只有25A，正常电流32A，根据现象说明水泵产生严重的汽蚀。对水位进行调整运行发现，新加装水泵在原凝结水泵正常运行的最高水位以内都无法正常运行，但保持在最高水位以上0.2米左右又能稳定运行。这样就造成凝结水过冷度上升至5（正常要求不超过1），运行极不经济，造成大量热量损失。三、汽蚀原因分析水泵发生汽蚀的条件，是由水泵本身的汽蚀性能和吸入系统的装置条件确定的。根据原凝结水泵与新加装凝结水泵的运行情况，原凝结水泵运行正常，而新加装凝结水泵发生汽蚀，可以明确水泵的吸入系统应没有发生泄漏、堵塞等缺陷。对水泵解体检查也没有发现缺陷，该水泵是成熟设计产品，泵本身应该也没有问题。对比查看两种泵的性能参数表（见下表）发现，两种泵的允许汽蚀余量相差较大。水泵是否发生汽蚀与泵的吸水高度Hg即几何安装高度有很大关系，吸水高度是指通过水泵轴线的水平面与吸水面的高度差，吸水高度有最大值，当水位下降致使吸水高度超过最大值时，水泵将无法吸水，发生汽蚀。由于凝结水泵的水来自凝汽器，对应的是饱和压力，所以水泵的吸入高度在这里变成克服水汽化而不至于水泵汽蚀的倒灌高度。水泵性能参数表型号100NB604N6流量Q m3/h21.63650.4486068扬程（H）米69624459.55754转速n （转/分）29502950轴功率W(千瓦)911.5141415.216.2电动机功率（千瓦）1522效率 （%）455343.2425060允许汽蚀余量h（米）0.90.91.01.41.61.75叶轮直径 D（毫米）229225备注设计安装2台加装1台对两种泵的倒灌高度进行复核计算，水泵现场布置如下图。凝结水泵的倒灌高度由公式Hg=Pe/g-Pv/g-h-hw计算得出，Pe/g吸水池液面压头Ps/g泵吸入口压头Hw吸入管路中的流动损失 h允许汽蚀余量或【NSPH】 由于电厂凝结水泵属于吸入容器中的压力为汽化压力，所以其Pe=Pv；因为 3台泵的进口安装方式相同，Hw值近似相同，都取值为1m。倒灌高度公式简化为：Hg=-h-hw为倒灌高度。 查水泵参数表取允许汽蚀余量h值。100NB60水泵的倒灌高度为：Hg=-h-hw=-0.9-1=-1.9m4N6水泵的倒灌高度为：Hg=-h-hw=-1.6-1=-2.6m水泵布置图中最大倒灌高度为2.48m，100NB60水泵额定负荷时的倒灌高度1.9m，在合格范围内，可以安全运行。4N6水泵额定负荷时的倒灌高度2.6m，大于2.48m的最大倒灌高度，在凝汽器最高水位以内不能稳定运行，发生汽蚀。 通过校核可以清楚发现，4N6水泵的稳定运行倒灌高度大于凝汽器最大水位0.12m，是水泵发生汽蚀的根本原因。四、处理方式 根据计算结果，需要把水泵的安装高度再降低约0.12m，才能保证水泵的安全运行。考察公式Hg=-h-hw，hw为吸入管路中的流动损失，因3台水泵的进口管路安装的很紧凑，弯头也很少，减小流动损失的幅度有限，改动意义不大。人为增加水泵的倒灌高度可以解决汽蚀问题，但需要重新浇注泵基础，针对于0.2m的改善量，改造费用太大。考虑从改善h允许汽蚀余量即水泵的本身的抗汽蚀性能，根据水泵的原理：降低叶轮入口部分流速可减小汽蚀的发生。 在压降系数不变时，减小v和w可使h减小，而v、w均与叶轮入口几何尺寸据有关。因此改进叶轮入口几何尺寸，可以提高泵的抗汽蚀性能，一般采用两种方法：1、适当增大叶轮入口直径D；2、增大叶片入口边宽度b，如图所示。也可同时增大D和b的方法。这些结构参数的改变，均有一定的限度，否则将影响泵效率。鉴于叶轮的形式及结构强度，只改变增大叶片入口边宽度b，实测4N6水泵的b值为36mm，采用多次少量切削，试运检验，最终将b值定为38mm，水泵即能满足正常工作。以后叶轮配件的采购直接按此尺寸更换，就无需在切削了。五、结论：这种针