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)。所選用的原動機均應(yīng)經(jīng)過定型鑒定并符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動機應(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：

　　（1）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。

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

　　（3）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行定性分析實驗條件：

　　（1）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)生汽蝕情況下進行磨損實驗：（2）用清水在發(fā)生汽蝕的情況下進行磨損實驗。水泵在以上2種條件下運行10h后，觀察葉輪損傷情況并進行分析。實際應(yīng)用中的煤礦主排水泵葉輪損壞最嚴重的部位是葉片進口壓力面和吸水面，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)通過實踐證明，涂油漆只有葉片進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，葉片進口端、葉片進口壓力面、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：

　　（1）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；

　　（2）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；

　　（3）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；

　　（4）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。