产品分类

离心式渣浆泵的失效原因分析及相应预防措施


 一、引言

  离心式渣浆泵是一种通过借助离心力(泵的叶轮的旋转)的作用使固、液混合介质能量增加的一种机械,将电能转换成介质的动能和势能的设备。如今离心式渣浆泵已广泛应用于矿山,冶金、化工、水利、电力等行业,用于输送含有磨蚀性水与固体颗粒混合形成的一种密度更高的浆体。离心式渣浆泵作为企业生产设备链中的重要环节,其运转性能直接影响整个企业运转的状况和经济效益。随着固体颗粒水力输送技术的不断发展,离心式渣浆泵应用越来越广泛,性能要求也越来越高,但是由于离心式渣浆泵一般在强磨蚀状态下工作,并加上渣浆泵本身质量和外部条件的原因,其承载能力、旋转精度和减摩性能等会发生变化,当泵的性能指标低于使用要求而不能正常工作时,渣浆泵就发生失效,严重情况下将恶化泵内流动特性及外特性,缩短渣浆泵的实际使用寿命,并使生产效率降低,加大耗能和设备的投资,进而影响企业生产的发展。本文主要对离心式渣浆泵的两种主要失效形式一磨蚀失效和汽蚀失效展开分析和研究,并针对其产生的原因提出了相应的预防措施,不仅可以保证离心式渣浆泵工作平稳、高是效节能,寿命长等特性的充分发挥,而且对提高离心式渣浆泵的安全可靠运行有着重要的意义。


  二,磨蚀失效及相应的预防措施
    (一)离心式渣蚀浆泵磨蚀机理。

    离心式渣浆泵在工作时所输送的磨蚀性浆体中含有大量酸性介质,这些浆体自吸入管流入泵的流道至从排出管排出,其本身的运动特性不断变化,因此设备的过流部件都会受到强烈的冲刷腐蚀。在叶轮入口处,浆体的流动方向由轴向转为径向,粒径较大的颗粒会撞击叶片的头部区域,并且液体在绕流叶片时易出现流动分离,在叶轮出口附近,液流容易产生脱流,流出叶轮进入蜗壳的液流,颗粒由于仍具有一定的惯性而向蜗壳边壁移动,当磨料以一定速度通过泵内过流部件时必然对材料表面施加作用,反复的作用造成叶轮的冲蚀磨蚀和磨料磨损,最终导致渣浆泵的失效。


    磨蚀不仅导致渣浆泵的材料损失,同时使得泵的性能变差,如叶轮外径磨短,使扬程降低,各种配合间隙增大,使容积效率和流量也相应降低,这样使得实际运行工况点偏离设计工况,运行稳定性交差,影响泵的正常运转。遭受磨蚀的过流部件表面材料流失后,流动边界发生变化,往往使泵内流动状态恶化,严重时会诱发汽蚀,导致磨蚀和汽蚀的联合作用,使得泵的磨蚀更快、性能下降更迅速。磨蚀还将导致一些影响,如轴承失效,泄漏严重,振动加剧,噪声加大等。所以全面正确地分桁磨蚀造成离心式渣浆泵失效原因,并及时采取相应准确预防和纠正措施排除故障,是渣浆泵可靠运行的关键。


    (二)防磨蚀失效措施。
    通过上述对离心式渣浆泵的磨蚀部位和影响磨蚀的主要因素分析,离心式渣浆泵在运行状态下磨蚀是不可避免的,可通过如下措施提高离心式渣浆泵的抗磨蚀性:
    1.改善泵内部流动状态,提高过流件材质的抗磨能力和提高流道表面光洁度来减轻磨蚀。
    2.提高离心式渣浆泵运行中的抗磨措施,渣浆泵的使用寿命和运行周期内的性能与其运行维护有很大的关系,因此可以在渣浆泵的使用中,应根据磨料磨损规律,在渣浆泵的选型时尽量考虑选择合适的运行参数,使泵处于良好的运行状态,并注意在实际操作中实时调节,以达到高效节能,抗磨节材的运行效果。

   3.泵的设计中要充分考虑过流部件的抗磨蚀性能,使磨蚀的各种因素减小到最低程度。较大的叶片进口角度.较大的叶片宽度和较小的叶轮外径等均对抗磨有利。因此设计应兼顾固液泵的水力性能和抗磨蚀性能,提高泵的效率和整机性能,将磨蚀减小到最低的程度。



  三、汽蚀失效及相应的预防措施
    (一)离心式渣浆泵汽蚀机理。
    汽蚀是指流动的液体产生气泡并随后破裂而对零件产生侵蚀的现象。汽蚀分两种:一是低压(低于大气匪)真空汽蚀;二是泵吸入空气泡的汽蚀。离心式渣浆泵在输送液体或浆体时,泵叶轮进口附近会出现低压,当此压力低于所抽送液体或浆体在当时温度下的饱和蒸汽压力时,就产生汽化现象。当携带汽泡的液体或浆体继续前进到达高压区时,汽泡会突然爆破,这样将会对泵的壁面造成强烈的;中击进而产生汽蚀破坏。

    汽蚀产生的原因有多方面,离心式渣浆泵发生汽蚀的条件是由泵本身和吸、入装置两方面决定的,通常引入汽蚀余量来描述汽蚀发生的界限。为液位带泵轴心的距离为吸入口总的流程损伤,由伯努力方程推导得装置汽蚀余量的方程可以算出的装置汽蚀余量值,若小于或等于所用泵该工作点下的汽蚀余量,就会产生汽蚀。离心式渣浆泵在运转时,由于高低压差作用在小间隙部位,可使流体产生局部的、非常高速的射流,在这种情况下,虽然泵满足汽蚀余量的要求,在高速流动力下,会形成真空气泡,并在间隙下游的较低流速区域发生破裂而形成间隙汽蚀。


    (二)防止汽蚀失效措施。

    当离心式渣浆泵工作在低压条件下时,为防止低压真空下发生汽蚀,选用泵时,要充分考虑泵的汽蚀余量,指一定条件下不发生汽蚀的富裕量)与装置汽蚀的适应性。针对为预防泵中吸入空气而引发的汽蚀,汽蚀余量与吸入液面的外界压力、输送介质的密度,吸入高度(倒灌取负值)、吸入管路的损失和输送介质的温度均有密切关系。因此,为改善吸入条件应从上述几方面研究解决。对于吸入空汽泡的汽蚀,则应从如何提高运行水位、合理布置来料管入口、合理设计料浆池和防止吸入汽泡等方面考虑。同时,必须注意到泵允许通过的最大粒度影响,一定要避免大颗粒及柔性物(塑料布、棉丝、胶皮等)进入泵内。此外,在渣浆泵设计时,也应该考虑其抗汽蚀性能。


  四、结论
  随着社会经济的发展,离心式渣浆泵使用场合的越来越广泛,对高效.耐磨的渣浆泵需求液越来越大,要求我们更加深入的研究其内部流动机理及失效机理并做出相应的预防措施。
    本文分析了导致离心式渣浆泵失效两种常见的形武磨损和汽蚀以及产生的原因,同时提出了预防措施,但实际上离心式渣浆泵在运行中,几乎所有的磨损形态都是同时存在的,只是强弱不同,对应于具体的某个工况,其被失效的部位反应的是其中的一种或几种主要失效形态,而其他失效形态则表现不太突出而易被忽略,但当工况发生变化时,被忽略的这些导致渣浆泵失效形态有可能转变成主要矛盾。


上一篇:离心式渣浆泵的设计理论研究与应用
下一篇:浅谈ZJ系列渣浆泵的拆检与装配
站内搜索