污水提升系统汽蚀故障分析及改进措施

         中石油锦西石化公司污水处理车间的污水提升系统选用的是上海东方泵业生产的立式管道离心泵， 型号: DFG300-50B，流量 596 m3 /h，扬程 38 m，泵的必需汽蚀余量为 6 m，原动机功率 90 kw，转速1 450 r /min。该泵作用是把全公司所有装置产生的炼油废水和化工废水提升至污水处理系统，是污水处理车间最为关键的提升泵。

        2002 年7 月份投产，运行至今已14 年，由于长周期运行，汽蚀现象严重，当汽蚀现象发生时，泵将产生振动和噪音，使泵的流量以及扬程，效率等性能急刷下降，并会加速材料损坏，缩短设备使用寿命。一旦出现故障会造成严重生产事故。

        到叶轮内最低压力点K处的全部压头损失?该值由泵的自身结构特征所决定，泵出厂时该值即已 确定，该泵的必需汽蚀余量为6 m。

离心泵汽蚀现象发生原理分析Δha为装置有效汽蚀余量，指液体自吸入池子经吸入管路到达泵吸入口后，所具有的推动和 加速流体进入叶道而高出汽化压力以上的有效压力头。装置有效汽蚀余量 Δha = PA /ρg －Hg －Pv / ρg －hA －S，，m。其中PA为吸入池子液面上的压力 头。Hg为泵安装高度。Pv为液体在输送温度下的汽化压力。hA －S为吸入管路内流动损失。ρ 为介质密度，kg/m3。g为重力加速度，m/s2。

        泵必需汽蚀余量Δhr为泵必需汽蚀余量，反映流体从泵进口装置有效汽蚀余量计算污水处理车间一次提升泵P-1 的装置有效汽蚀余量: ?ha = 10 m ?( ?2. 5)m ?0. 5 m ?0. 15 m =11. 85(m)，其中10 m 为大气压头; ?2. 5 m 为泵安装位置距池子运行液面的距离，因泵在液面下所以为负数; 0. 5 m 为 35 ?水的汽化压头;0. 15 m为吸入管路的阻力损失，包括4 m直管段的沿途损失和1 个喇叭口，1 个90°弯头，1 个蝶 阀，1 个大小头的局部阻力损失力头，该泵不会汽蚀，但实际运行过程中却恰恰相反，汽蚀现象非常严重，原因分析如下:

        泵结构改变，造成必需汽蚀余量增大泵的转速和流量一定时，影响泵必需汽蚀余叶轮进口的几何形状，而与泵吸入和排出管路系运行效率降低系统无关。现有工艺管线设置及泵选型是2000 年设计的，在工艺管路设计没有任何变更的情况下，由于泵长时间运转，设备老化，腐蚀水力冲刷等诸多原因使泵盖、吸入室、叶轮进口的几何形状发生改变，导致hr增大。

        污水一次提升泵输送的介质为含油污水，大多时候含油量较高，含油污水中的乳化油在输送温度下汽化压力高，当离心泵叶轮入 图1 被破坏的叶轮口处的液体压力Pk降低到汽化压力Pv时，液体就会汽化，使泵产生汽蚀现象。污水处理车间的二次提升泵与一次提升泵属于同种类型的泵，不同的是二次提升泵的输送介质是经过除油罐和气浮池除油处理的污水，含油较低，泵没有汽蚀现象 发生?通过对一次提升泵和二次提升泵的比较判断，输送介质含油高也是产生离心泵汽蚀的原因之一。

        污水一次提升泵输送的介质为全厂各装置污水中成分复杂，其中夹杂的泥沙对泵壳叶轮造成磨损; 水力冲刷也产生磨损经常性来水的酸碱指标超标，对壳体和叶轮造成严重腐蚀，改变泵内结构，造成水利损失和泄漏损失。

        泵长周期运转，叶轮口环及壳体口环间隙变大，部分甩出的液体回流到叶轮入口处，流动损失和流量损失增大，造成了流体部分循环，使泵的汽蚀现象越来越重。与泵体和叶轮的材质有关污水一次提升泵的壳体和叶轮的材质为铸，叶轮液道及表面出现蜂窝状麻点，随着泵的运行，蜂窝状麻点越来越深，最后严重的地方造成穿孔，泵盖也由于水力冲刷和泥沙击打作用，由原来的平面状变为波纹状，泵端盖和叶轮结构的改变必然会改变叶轮入口水流的速度三角形，造成泵的损失。

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