离心泵汽蚀的原因、分类以及怎样防止离心泵汽蚀
发布时间：2025-12-22 16:03:30来源：
离心泵汽蚀是泵运行中的典型问题，指泵在设计工况下，进口压力降至泵送介质饱和蒸汽压以下时，泵腔内液体汽化产生蒸汽泡，同时溶解气体析出形成两相流的现象，汽蚀发生后，泵流量会显著受限，调节阀门或改变转速无法恢复，仅能通过提升进口压力恢复正常运行。
汽蚀余量是衡量泵抗汽蚀能力的关键指标，指泵工作时允许的最小进口压力。当实际进口压力低于该值，汽蚀风险急剧升高。蒸汽泡随流体移动至高压区后，会迅速凝结破裂，产生强烈冲击波与高速微射流，导致泵振动加剧、噪音增大、性能衰减，严重时造成过流部件腐蚀损坏，影响整个输送系统稳定。
二、汽蚀分类及特征
1.汽化汽蚀
核心诱因：进口压力低于介质汽化压力或介质温度过高，多发生于泵吸入侧。液体直接汽化形成汽泡，是最常见的汽蚀类型。
2.内部回流汽蚀
触发条件：泵送流量过小或入口压力过高。流量过小时，回流现象出现在叶轮入口；入口压力过高时，回流发生于叶轮出口。高速回流导致液体流速骤增、压力骤降引发汽化，常伴随吸入口不规则“噼啪声”及高强度爆震声。
3.叶片流道综合症汽蚀
产生原因：导叶式泵的导叶、蜗壳式泵的蜗舌与叶轮叶片外径间隙过小。液体流经狭窄通道时流速升高、压力降低，引发局部汽化，汽蚀多发生在导叶/蜗舌内侧及叶轮叶片中心区域。
4.紊流汽蚀
诱发因素：管道腐蚀、堵塞、直径突变等导致液体流动受阻，流速与压力异常波动，最终引发汽化。此类汽蚀主要发生在与泵连接的管道系统中，易被误判为泵体自身故障。
三、汽蚀影响因素
1.结构参数
泵进出口直径、转速、叶轮出口直径、叶片数量等设计参数，直接决定叶轮流道内压力分布与流体流速，影响必需汽蚀余量大小。
2.工作条件
进口压力、出口阀门开度、实际运行流量等工况参数，会改变泵入口压力状态，超出设计范围易引发汽蚀。
3.介质特性
介质密度、黏度、溶解气体含量等指标，影响其饱和蒸汽压与流动阻力，进而改变汽蚀发生的临界条件。
四、汽蚀防治技术措施
1.优化材料抗汽蚀性能
选用抗汽蚀材料：铜合金、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢等；
提升材料致密度与硬度：采用精密压铸工艺，延缓汽蚀破坏速率。
2.降低泵必需汽蚀余量
2.1合理降低泵转速，减少流体在叶轮流道内的压力损失；
2.2采用双吸叶轮（多级泵首级优先选用），均衡入口压力分布；
2.3谨慎选用诱导轮：仅适用于特定工况，石化行业需符合UOP规范（卧式泵禁止装配），避免设计不当或腐蚀导致过负荷运行；
2.4适度加大叶轮入口直径：需控制尺寸范围，防止影响泵运行稳定性或引发振动；
2.5多泵并联替代单台大泵：3台半容量泵组合，在低负荷工况下更节能，且采购成本可能低于“1台大泵+1台备用泵”模式；
2.6优化叶轮结构：叶片向入口边延伸（等效微型诱导轮）、采用后掠叶片设计、减薄吸入侧叶片厚度或采用抛物线前缘轮廓，降低叶片前缘压力峰值；
2.7借助计算机流体动力学（CFD）技术，模拟叶轮流道内流量与压力分布，实现入口设计优化，确保叶片压力分布均匀。
3.提高装置汽蚀余量
提升吸入池液位，增加入口静压力；
对水箱加压，直接提高进口压力；
采用地坑安装方式（如VS6型泵），缩短吸入高度；
优化吸入管路设计：减少弯头、阀门等局部阻力部件，降低水力损失；
配置前置增压泵：适用于高扬程工况（如百万机组核电站主给水泵），通过前置泵提升主泵入口压力。
五、注意事项
汽蚀防治需结合泵结构设计、工况参数、介质特性综合施策，避免单一措施盲目应用。例如，诱导轮虽能降低必需汽蚀余量，但需严格遵循行业规范；加大叶轮入口直径需平衡振动风险。定期监测泵运行振动、噪音及流量变化，可早期发现汽蚀征兆，及时调整工况或采取维护措施，延长设备使用寿命。