如何處理多級(jí)泵運(yùn)行中的氣蝕問(wèn)題？
多級(jí)泵運(yùn)行中的氣蝕是常見(jiàn)故障，若不及時(shí)處理，會(huì)導(dǎo)致葉輪、泵殼等部件嚴(yán)重磨損（表面出現(xiàn)蜂窩狀凹坑），甚至引發(fā)振動(dòng)、噪音加劇、效率驟降等問(wèn)題。處理氣蝕需先準(zhǔn)確識(shí)別，再針對(duì)性采取即時(shí)緩解和長(zhǎng)期預(yù)防措施，具體如下：
一、氣蝕的識(shí)別（先判斷是否為氣蝕）
氣蝕發(fā)生時(shí)會(huì)伴隨典型特征，可通過(guò)以下現(xiàn)象初步判斷：
感官表現(xiàn)：泵體發(fā)出 “噼啪” 或 “刺耳” 的異響，振動(dòng)明顯增大（振幅超過(guò) 0.08mm），用手觸摸泵殼有高頻振動(dòng)感；
參數(shù)異常：出口壓力波動(dòng)劇烈（偏離設(shè)計(jì)值 10% 以上），流量不穩(wěn)定，電機(jī)電流忽高忽低；
部件損傷：停機(jī)后檢查葉輪，表面出現(xiàn)密集的小凹坑（蜂窩狀）、葉片邊緣剝落，嚴(yán)重時(shí)葉輪穿孔或斷裂。
二、即時(shí)處理措施（快速緩解氣蝕，避免部件進(jìn)一步損傷）
若判斷為氣蝕，需立即采取以下措施，防止故障擴(kuò)大：
1. 調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，降低氣蝕風(fēng)險(xiǎn)
降低出口流量：通過(guò)關(guān)小出口閥（緩慢操作，避免壓力驟升），減少泵的實(shí)際流量。因?yàn)榱髁吭酱?，葉輪進(jìn)口處流速越高，壓力越低（根據(jù)伯努利方程），越容易低于介質(zhì)飽和蒸汽壓，降低流量可提高進(jìn)口壓力，減少氣泡產(chǎn)生。
注意：流量調(diào)整后需確保不低于泵額定流量的 30%（避免長(zhǎng)期低流量導(dǎo)致效率過(guò)低）。
降低介質(zhì)溫度：若輸送介質(zhì)溫度過(guò)高（如熱水、高溫溶液），其飽和蒸汽壓會(huì)升高，更易在葉輪進(jìn)口處汽化?？赏ㄟ^(guò)增加冷卻裝置（如換熱器）降低介質(zhì)溫度，或臨時(shí)切換至低溫介質(zhì)（如適用），直至溫度恢復(fù)至設(shè)計(jì)范圍（通?！?0℃，具體看泵的材質(zhì)耐溫等級(jí)）。
2. 檢查進(jìn)口系統(tǒng)，消除低壓或漏氣點(diǎn)
排查進(jìn)口管路漏氣：氣蝕可能是進(jìn)口管吸入空氣（導(dǎo)致局部壓力驟降），需檢查：
進(jìn)口法蘭、墊片是否破損（用肥皂水涂抹接口，觀察是否冒泡）；
吸入罐（如水箱、除氧器）液位是否過(guò)低（低于最低液位線時(shí)，需立即補(bǔ)水至正常液位）；
進(jìn)口閥門是否全開(kāi)（部分關(guān)閉會(huì)增加管路阻力，導(dǎo)致進(jìn)口壓力下降，需確認(rèn)閥芯完全打開(kāi)）。
清理進(jìn)口過(guò)濾器：若進(jìn)口過(guò)濾器堵塞（如雜質(zhì)、沉淀物堆積），會(huì)導(dǎo)致進(jìn)口管路阻力增大，進(jìn)口壓力降低。需關(guān)閉進(jìn)口閥（先停泵，避免吸空），拆卸過(guò)濾器濾芯，用清水或壓縮空氣清洗（堵塞嚴(yán)重時(shí)直接更換濾芯），恢復(fù)流通面積。
3. 臨時(shí)提高進(jìn)口壓力
若進(jìn)口壓力長(zhǎng)期偏低（如低于設(shè)計(jì)值 0.05MPa），可通過(guò)以下方式臨時(shí)升壓：
對(duì)吸入罐加壓（如除氧器增加蒸汽供應(yīng)量，提高罐內(nèi)壓力）；
在進(jìn)口管路上加裝臨時(shí)增壓泵（前置泵），提高進(jìn)入多級(jí)泵的介質(zhì)壓力（需確保增壓泵流量與主泵匹配）。
三、長(zhǎng)期預(yù)防措施（從根源解決氣蝕隱患）
即時(shí)處理僅能緩解癥狀，需通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期防氣蝕：
1. 優(yōu)化進(jìn)口管路設(shè)計(jì)，降低阻力損失
氣蝕的核心原因是 “葉輪進(jìn)口處壓力≤介質(zhì)飽和蒸汽壓”，而進(jìn)口管路的阻力損失是導(dǎo)致壓力下降的關(guān)鍵。需從設(shè)計(jì)和安裝上改進(jìn)：
縮短進(jìn)口管路長(zhǎng)度：減少不必要的彎頭、閥門（每增加一個(gè) 90° 彎頭，阻力損失約增加 0.5m 水柱），優(yōu)先采用直管段；
增大進(jìn)口管徑：進(jìn)口管直徑應(yīng)≥泵進(jìn)口口徑（推薦比泵口徑大 1-2 個(gè)規(guī)格，如泵進(jìn)口 DN100，管路用 DN125），降低管內(nèi)流速（控制在 1-1.5m/s，流速過(guò)高會(huì)增加阻力）；
避免進(jìn)口管 “上凸下凹”：管路最高點(diǎn)易積存空氣，需在最高點(diǎn)加裝排氣閥（定期手動(dòng)放氣）；低位處需設(shè)排污閥，防止沉淀物堆積。
2. 確保氣蝕余量匹配（關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)）
泵的抗氣蝕能力由 “必需氣蝕余量（NPSHr）” 衡量，而系統(tǒng)提供的抗氣蝕能力由 “裝置氣蝕余量（NPSHa）” 表示，需滿足：
NPSHa ≥ NPSHr + 0.5-1m（安全余量）
計(jì)算 NPSHa：NPSHa = 吸入罐壓力（絕對(duì)壓力） - 介質(zhì)飽和蒸汽壓（絕對(duì)壓力） - 進(jìn)口管路總阻力損失（均換算為米水柱）。若 NPSHa 不足，需通過(guò)以下方式提高：
提高吸入罐液位（每升高 1m，NPSHa 可增加約 0.1MPa 對(duì)應(yīng)的液柱高度）；
降低介質(zhì)溫度（溫度降低，飽和蒸汽壓下降，NPSHa 增大）；
減少進(jìn)口管路阻力（如更換大管徑、清理過(guò)濾器）。
選型優(yōu)化：若現(xiàn)有泵的 NPSHr 過(guò)高（與系統(tǒng) NPSHa 不匹配），需更換為低 NPSHr 的泵型（如采用雙吸葉輪、誘導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)的多級(jí)泵，抗氣蝕能力更強(qiáng)）。
3. 加強(qiáng)過(guò)流部件維護(hù)與改造
定期檢查更換易損件：葉輪、密封環(huán)磨損后，會(huì)破壞流道形狀，導(dǎo)致進(jìn)口壓力下降，加劇氣蝕。需按周期（通常運(yùn)行 3000-5000 小時(shí)）檢查：
葉輪進(jìn)口邊緣是否有磨損、剝落，若有則修復(fù)或更換（材質(zhì)優(yōu)先選耐磨鑄鐵如 HT300，或不銹鋼 304/316）；
密封環(huán)與葉輪的間隙（正常為 0.1-0.3mm），超過(guò) 0.5mm 時(shí)需更換密封環(huán)，減少介質(zhì)回流導(dǎo)致的壓力損失。
葉輪抗氣蝕改造：對(duì)易發(fā)生氣蝕的泵，可在葉輪表面堆焊耐磨合金（如 Cr13）或噴涂陶瓷涂層，提高表面硬度（硬度≥HRC50），減少氣蝕磨損；也可將葉輪進(jìn)口直徑適當(dāng)加大（需通過(guò)水力計(jì)算，避免影響效率），降低進(jìn)口流速。
4. 針對(duì)特殊介質(zhì)的專項(xiàng)措施
易汽化介質(zhì)（如汽油、低溫液體）：需采用密封式進(jìn)口系統(tǒng)（避免空氣混入），并將泵安裝在低于吸入罐的位置（利用位差提高進(jìn)口壓力，即 “倒灌高度”，通常≥1.5m）；
含氣介質(zhì)（如溶氣水、化工混合氣）：在進(jìn)口管前加裝脫氣裝置（如氣液分離器），分離介質(zhì)中的游離氣體（分離效率需≥95%），減少進(jìn)入泵內(nèi)的氣體量。
總結(jié)
處理多級(jí)泵氣蝕的核心邏輯是：通過(guò)提高葉輪進(jìn)口壓力、降低介質(zhì)飽和蒸汽壓、減少進(jìn)口阻力，確保泵內(nèi)壓力始終高于介質(zhì)汽化壓力。即時(shí)處理以調(diào)整參數(shù)和排查管路為主，長(zhǎng)期預(yù)防需結(jié)合設(shè)計(jì)優(yōu)化、定期維護(hù)和部件改造，從根源上降低氣蝕風(fēng)險(xiǎn)。若氣蝕反復(fù)出現(xiàn)且無(wú)法通過(guò)常規(guī)措施解決，需重新核算泵的選型（重點(diǎn)檢查 NPSH 匹配性），必要時(shí)更換更適合的泵型。
