离心式低温液体泵气蚀处理和调试中注意事项_低温离心液体泵的操作

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离心式低温液体泵气蚀处理和调试中注意事项

系别：机械与能源工程

专业：现代制造技术

年级：08 姓名：蔡春香

学号：0841127123

摘要：

气蚀是对泵叶轮的造成最大的损害，其作用是由于压力差而是液体气化，同时而液体则以很高的速度占据旗袍原来所占的空间，在液体内部发生猛烈的冲击，而这种现象是发生在叶轮表面的。因此，需要采用一系列的措施来减轻气蚀对叶轮造成的危害，其方原理既是防止液体气化。离心式液体泵的密封气也是有讲究的。另外还有一些该泵的安装、调试、故障原因、排除方法及液体突停对泵的影响。

关键词：离心液体泵.气蚀.密封.调试空分低温液体泵的使用状况

空分低温液体泵主要分离心泵和柱塞泵，离心泵流量大、压力较低，柱塞泵流量小、压力高。在各个制氧厂应用较广，主要用于：带液氧吸附器或上下塔分开流程中的循环液氧泵；无氢制氩流程中的循环粗液氩泵；内压缩流程中的产品液氧、液氮、液氩泵（一般流量较低，用柱塞泵。）；灌装冲瓶泵（柱塞泵）；槽车冲装泵；调峰供气泵等。2 “气蚀”

“气蚀”是一种对泵的损害过程。离心泵在运转时，叶轮内部的压力是不同的，进口处压力较低，出口处压力较高。而液体的气化温度是与压力有关系的；压力越低（或越高），所对应的气化温度也越低（或越高）。如果液体进到泵里的温度高于进口压力所对应的气化温度，则部分液体会产生气化，形成气泡。而当气泡被液体带到压力较高的区域时，由于对应的气化温度相应提高，蒸气又会重新冷凝成液体，气泡迅速破裂。这时，由于气、液的密度相差几百倍，所以在气泡凝结、体积突然缩小的瞬间，周围的液体便以很高的速度冲向气泡原来所占的空间，在液体内部发生猛烈的冲击。这种现象如果发生在叶片的表面，则金属材料因反复受到很高的冲击应力而被侵蚀，所以叫做气蚀。气蚀过程发生时，出口压力激烈波动，流动的连续性遭到破坏，泵的流量急剧下降。如何避免离心式液体泵的气蚀现象？

液体泵产生气蚀的外部原因尽管很多，例如除与泵本身的结构有关外，还与安装、操作密切相关，但是根据产生气蚀的根本原因是由于部分液体在泵内气化，所以防止液体气化是避免液体泵气蚀的根本措施。

为了防止液体气化，一方面可以提高液体的压力，以提高它的气化温度；另一方面应减少外部能量的传入，以免液体温度提高。3.1 为此应注意下列事项：

提高泵的吸入压头：（1）提高液体的高度，可将贮槽安装在较高的水平位置上。根据实践经验，贮槽的基础应比该泵的基础高1m以上为佳。（2）通过增压器将贮槽压力提高。

3.2 在液体泵配管上特别要注意以下几点：

（1）进口管应尽可能地保持最短距离，并应避免管路中出现“U”型弯管。

（2）进口管、出口管必须有合适的管径，应保持介质的流速在国标规定的范围内，并尽可能地减少流动阻力。

（3）除必要的数量外，在管路中应尽量减少接头、弯管和阀门的数目。

（4）进口管必须尽可能地绝热。

（5）在阀门、管件、管道的固定处，即在液体可能沸腾的地方固定撑脚，应采用绝热板隔离，以防冷损。

（6）在两个阀门之间的液体管路上必须装上安全阀，以免管路阀关闭时残留液体引起超压。

（7）在泵的进口管上需增设一段波纹管（波纹管的有效圈数5～10圈）或软管及过滤器，以保持管路系统的挠性和液体内的杂质不进入泵体内。3.3 另外还要注意以下几点：

（1）降低泵的安装高度，以提高泵的进口压力。提高液体过冷度，这样就不容易发生气化了。

（2）加强液体管路的保冷，以防液体因吸收热量造成温度升高而气化。

（3）不要让液体泵在空转状态运转时间过长。因为当液体泵的出口

阀关闭时，有效功率为零。电机消耗的功率只用于搅拌泵内的液体，将使液体的温度升高，以致造成气化。一般规定，在启动前将出口阀打开1／3为宜。

（4）液氧吸附器要预冷彻底。因为如果预冷不彻底，液氧进入吸附器后会部分气化，使吸附器压力升高，液氧流量下降，而功率消耗减少不多。一部分功耗便以热能的形式传给液氧，使液氧温度升高。因此，预冷吸附器时应直至能放出液体为止。旁通阀的关闭过程也不要操之过急；

（5）如果一旦发生气蚀现象，应立即进行排气，直至停泵处理，以确保液体泵的安全。离心式液体泵的密封气

离心式液体泵采用密封气的目的是为了防止液体的外漏，但不允许出现带气现象。因此，调节密封气压力的原则是让泵在极少量的液体外漏、汽化的情况下进行运转。当密封前压力过低时，就会出现液体泄漏；当密封气压力过大时，将有气体通过迷宫密封漏到泵内，造成叶轮内带气甚至只空转，因此打不上液体或压力降下来。通常密封气压力减去叶轮背压远为0.005～0.01Mpa范围比较好。

密封气介质的选用也很讲究，一般用氮气或仪表空气，对于没有精氩塔的的无氢制氩流程，为防止密封气的渗入使精液氩含氮不合格，循环氩泵的密封气选用氩气或采用泵侧用氧气电机侧用氮气双密封方式。5 离心式液体泵的调试

以宣化钢厂15000M3/h空分瑞士SEFCO液体泵为例：

5.1 打开泵齿轮箱上圆形小盖加注润滑油（2桶约4升），不超过油的视镜液面一半为佳。

5.2 连接进出口软管，一般进口粗出口细，其中进口那段有过滤器，尖头朝进液方向。进口一段有点拉伸，在装之前先用CCl4清洗除去油污，安装时加随机附带的垫片。

5.3 打开电机后罩盖，进行点动，主要看电机转动方向，如反转则要换相，同时观察电器连接是否灵验。

5.4 预冷:先打开进液口和出液口阀门,再打开放空阀,由于热胀冷缩的原因，进口拉伸的那段软管会缩短，这时应把紧软管上螺栓。整个预冷过程15-20分钟左右。5.5 开泵。当看到两个放空阀门有微量液体出时就可以开启电机控制箱按纽，一开启后立刻关闭放空阀，停泵后应立即关闭进出口阀，打开放空阀。由于压力与流量成反比关系，而一般电流随流量变化而相应变化。一开始可将出口压力调为10KG左右，后逐步升至29-30KG左右，电机电流也会慢慢变小直至额定值。在调试过程中，如不打回流而走汽化器，则可以打开走汽化器阀门，关小打回流阀门，但幅度不宜大，而应两个都慢慢地一点点调。但始终保持高压越29-30KG，在一开始打回流时可将阀门开的大一点以利于后来慢慢调小。

5.6 在泵运行过程中，电机和齿轮箱温度会逐渐升高，在这次液氧泵调试过程中，运行3小时后齿轮箱温度达110℃，电机和齿轮箱结合部的凹槽里由于两端传递温度过来再加上散热差，温度最高达120℃。在泵停机后电机由于内部绕组逐渐散热出来，温度反而升高,这均属于正常现象,一般可不必担心。

5.7 特别注意:在操作液氧泵时注意不许穿戴带油污的衣服及手套。6 低温液体泵的故障原因及排除方法 6.1、泵开动后，出口压力升不上

‹1›叶轮旋转方向不符。

‹2›泵未充分予冷，泵内有气体。

‹3›电机输入线两相接线对调

‹4›继续冷却，并打开放气阀或调整密封气压力。6.2、泵的扬程或流量不足。

‹1›电机转速不足。

‹2›叶轮或管道淤塞。

‹3›由于密封气压过大，有过量的气进入泵内。

‹4›增加转速。

‹5›清洗。

‹›调节密封气压力。

6.3、液体吸不上，指示压力剧烈跳动，‹1›管道阀未开或管道阻力大。

‹2›管道漏。

‹3›打开或清洗。

‹4›修理

6.4、电机温升高。

‹1›电机毛病。

‹2›叶轮口环已擦。

‹3›迷宫密封已碰擦.‹4›电工修理。

‹5›调整间隙。6.5、突然停车

‹1›密封气压力低连锁。

‹2›轴承内卡死。

‹3›调整压力。

‹4›清洗或更换。6.6、发生振动或噪音

‹1›机身与转子不同心。

‹2›泵进口压力过低或其它原因而产生气蚀。

‹3›运动件与固定件产生摩擦

‹4›转子零件松动。

‹5›调整

‹6›调整压力，放气。

‹7›校正

‹8›检修液体泵突停对空分系统的影响

液氧吸附器用液氧泵的突停对空分系统影响不大，主要须注意的是安全方面，要采取主冷液氧危险杂质勤分析，加强液氧排放等措施。有些液体泵突停对空分系统影响很大：

（1）无氢制氩流程中的循环粗液氩泵突停，粗氩冷凝器仍在工作，液化的大量液体积攒在粗氩Ⅱ塔底部，不能回到粗氩Ⅰ塔参加精馏，再回到上塔，这样会使粗氩Ⅰ塔顶部含氧迅速升高，主冷液氧液位大幅降低，主冷液氧液位过低一是不利于安全；二是换热面积减小，空气进不来，氧产量下降，使主工况波动很大。

（2）上下塔分开流程中的循环液氧泵突停，液氧大量积攒在上塔底部，不能回到主冷，也会使主冷液氧液位大幅降低，结果同上，同时也可能发生氮塞。所以对这两种流程，泵若突停，要迅速恢复；正常倒泵，也要小心操作，保证流量稳定不间断（无氢制氩流程液氩量突然增大，会污染主冷液氧，氧气纯度下降，甚至氮塞）。

（3）对于内压缩流程液体泵突停，会影响产品氧、氮、氩的供应。下面就液氩泵倒泵操作谈几点体会：

首先合理的循环氩泵流程对泵的安全运行很重要，图中所示流程比较合理，每台氩泵各有一条独立的进口管，以确保予冷、倒换备用泵时不影响运行泵；另外氩泵出口回流管道不能太细，否则全回流时泵的压力过高，不利于泵的安全；加温阀要装在泵后，以保证加温时，能把过滤器上的杂质吹除干净。目前比较先进的流程是，两台液体泵一用一备，备用泵处于冷态低速运行，当主泵故障停机后，备用泵能够立即投入正常运转，使整套装置的运行不受影响。

正确的倒泵操作是：对备用泵进行予冷、启动，如第五项“离心式液体泵的调试”所述进行，须注意的是，因为予冷要消耗一定的含氩98% 左右粗液氩，去粗氩Ⅰ塔顶部调节阀会自动关小，粗氩Ⅰ塔的回流比降低，使粗氩纯度变坏，微量氧上升，因此，予冷时要相应降低粗氩产量，以保持纯度稳定。另外备用泵启动好后，立即停运行泵，注意要保证去粗氩Ⅰ塔流量稳定，不要大幅波动，否则会影响主塔工况。

参考资料：

新编《制氧工问答》.许沅，液体充灌系统液体泵的配管技术《深冷技术》1995(4):15～19.《3LB—12500/1.5—1离心式液氧泵使用维护说明书》杭氧.中国电力出版社《泵与风机》.4