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    離心式熱水循環泵汽蝕的解決辦法

    更新時間: 2010-03-26  點擊次數: 2487次
      在輪胎硫化過程中,內壓過熱水的穩定供給與循環是極其重要的。在其完整的閉路循環系統中,熱水循環泵如同人體的心臟一樣重要,不可須央出現故障。但是,實際的情況難免意外。僅汽蝕來說,不僅造成水泵的損傷,尤其能導致循環系統產生大的壓力波動,甚至頓時失壓,對初硫化期間的輪胎造成了致命傷。由此可見,認清汽蝕原因,采取有效防范或妥善解決措施是十分必要的。
        1 汽蝕原因分析 
        1.1 定性分析 
        水泵吸入口處的水因汽化成汽泡,這些汽泡在水泵排出口之前被高壓擠碎(水的質點在葉輪流道上運動時,是不斷增大能量的,汽泡被擠碎的位置也是*的),由于汽泡的占空突然“消失”,引起了水質點的強烈沖擊,造成對泵葉輪的汽蝕破壞,同時使泵出水壓力波動,嚴重時產生失壓。 
        水泵吸入口處水的汽化條件是:其壓力突然低于該處水溫對應的飽和蒸汽壓力。一個正在穩定運行的供熱系統,壓力、水溫、流量穩定,在遇到下列情況(之一)時,就會使水泵入口處的水壓降低。 
        (1)供入除氧 
     
    器的蒸汽壓突然降低; 
        (2)供入除氧器的蒸汽溫度突然降低; 
        (3)大量地向除氧器中補充較低溫度的涼水; 
        (4)硫化車間用水量突然加大; 
        (5)泵出口以外直至循環回除氧器管網中管路阻力突然大幅度減小; 
        (6)泵出口以外直至循環回除氧器管網中突然有大量的泄漏。
        一旦因上述情況使泵入口處壓力降至低于飽和蒸汽壓,就會產生汽蝕。
        1.2 定量分析 
        附圖是除氧加熱系統簡圖。取除氧器內液面作基準高度,定義為“1-1”界面。水泵入口處為“2-2”界面。  
        (1)安裝高度計算 
        Hg=P0/ρg-P飽/ρg -Δh-Σhf(1-2) (1) 
        式中Hg——計算安裝高度,m;
        P0——除氧器內汽壓,Pa; 
        P飽——熱水泵入口處,即“2-2”界面處水的飽和汽壓,Pa; 
        ρ——液體密度,kg/m3; 
        g——重力加速度,m/S2; 
        Δh——泵的汽蝕余量,m; 
        Σhf(1-2)——熱水自除氧器流至水泵入口處的阻力損失,m。 
        熱水自除氧器流至水泵入口處時,可以忽略水溫的變化,即認為P飽=P0,泵的汽蝕余量Δh,隨泵資料給出為3.9m水柱高。 
        輸入側管道阻力損失Σhf(1-2)估計為1.1m水柱高。 
        于是,由(1)式計算: 
        Hg′=-3.9-1.1=-5m水柱高 
        這是按20℃水計算結果,折成170℃水時: 
        Hg=ρ20gHg′/ρ170g=998.2×(-5)/897.3=-5.5m水柱高 
        就是說,熱水泵的安裝高度至少要比除氧器zui低運行液位低5.5m。 
        實際例子是低10m,安裝高差尚有4.5m的裕量(按170℃水計算所得)。
        (2)除氧器內壓變化多少可發生汽蝕 
        己處于穩定運行狀態的除氧動力系統,除氧器內汽壓、水溫,水泵入口處的壓力和水溫都是相對穩定的。假定這時P0突然降低,則系統平衡便被破壞。但在P0降低的同時,水泵入口處的水溫是不會立即下降的,現有10m170℃水所形成的壓力是: 
        h′=10×897.3/998.2≈9m水柱高 
        用(1)式計算P0的下降量: 
        令[(P0-ΔP)-P飽]/ρg一Δh-Σhf(1-2)+h′=0 
        (P0-ΔP)-P飽=[-h′+ h+Σhf(1-2)]ρg=[-9+3.9+1.1]×998.2×9.8=-39129.44Pa 
        ∵P0=ΔP -P飽= P飽-ΔP -P飽=-ΔP 
        ∴ΔP=39129Pa 
        即,若水溫在170℃,即飽和蒸汽壓(表壓)為0.678MPa狀態下穩態運行,當汽壓突然降到表壓0.639MPa以下時,就有可能造成汽蝕。
        (3)補水量達到多少可致汽蝕發生 
        管網中一旦發生較大泄漏,系統平衡破壞,除氧器水位就會快速下降,于是就需要快速大量地補入相對低溫的軟水。 
        設除氧器穩態運行存水量為: 
        25m3(容積)×0.7(占空率)=17.5m3 
        在某較短時間內,因水位突降,存水量減少了Vm3,于是補入低溫水Vm3。 
        在補入低溫水時,P0也會降低,蒸汽的流量會增大,攜入熱量速率會大于原先穩態運行時。為簡化推導,在此僅考慮冷熱水的熱交換對P0。
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