离心式热水循环泵汽蚀的解决措施

      关键词：汽蚀热水循环泵在轮胎硫化过程中，内压过热水的稳定供给与循
环是极其重要的。在其完整的闭路循环系统中，热水循环泵如同人体的心脏一样
重要，不可须央出现故障。但是，实际的情况难免意外。仅汽蚀来说，不仅造成
水泵的损伤，尤其能导致循环系统产生大的压力波动，甚至顿时失压，对初硫化
期间的轮胎造成了致命伤。由此可见，认清汽蚀原因，采取有效防范或妥善解决
措施是十分必要的。

      1 汽蚀原因分析1.1 定性分析水泵吸入口处的水因汽化成汽泡，这些汽泡
在水泵排出口之前被高压挤碎（水的质点在叶轮流道上运动时，是不断增大能量
的，汽泡被挤碎的位置也是唯一的），由于汽泡的占空突然“消失”，引起了水
质点的强烈冲击，造成对泵叶轮的汽蚀破坏，同时使泵出水压力波动，严重时产
生失压。

      水泵吸入口处水的汽化条件是：其压力突然低于该处水温对应的饱和蒸汽
压力。一个正在稳定运行的供热系统，压力、水温、流量稳定，在遇到下列情况
（之一）时，就会使水泵入口处的水压降低。

      （1 ）供入除氧器的蒸汽压突然降低；（2 ）供入除氧器的蒸汽温度突然
降低；（3 ）大量地向除氧器中补充较低温度的凉水；（4 ）硫化车间用水量突
然加大；（5 ）泵出口以外直至循环回除氧器管网中管路阻力突然大幅度减小；
（6 ）泵出口以外直至循环回除氧器管网中突然有大量的泄漏。

      一旦因上述情况使泵入口处压力降至低于饱和蒸汽压，就会产生汽蚀。

      1.2 定量分析附图是除氧加热系统简图。取除氧器内液面作基准高度，定
义为“1-1 ”界面。水泵入口处为“2-2 ”界面。

      （1 ）安装高度计算Hg=P0/ρg-P 饱/ ρg - Δh-Σhf（1-2 ）（1 ）

      式中Hg——计算安装高度，m ；P0——除氧器内汽压，Pa；P 饱——热水
泵入口处，即“2-2 ”界面处水的饱和汽压，Pa；ρ——液体密度，kg/m3 ；g
——重力加速度，m/S2；Δh ——泵的汽蚀余量，m ；Σhf（1-2 ）——热水自
除氧器流至水泵入口处的阻力损失，m.热水自除氧器流至水泵入口处时，可以忽
略水温的变化，即认为P 饱=P0 ，泵的汽蚀余量Δh ，随泵资料给出为3.9m水柱
高。

      输入侧管道阻力损失Σhf（1-2 ）估计为1.1m水柱高。

      于是，由（1 ）式计算：Hg′=-3.9-1.1=-5m 水柱高这是按20℃水计算结
果，折成170 ℃水时：Hg= ρ20gHg ′/ ρ170g=998.2×（-5）/897.3=-5.5m水
柱高就是说，热水泵的安装高度至少要比除氧器最低运行液位低5.5m. 实际例子
是低10m ，安装高差尚有4.5m的裕量（按170 ℃水计算所得）。

      （2 ）除氧器内压变化多少可发生汽蚀己处于稳定运行状态的除氧动力系
统，除氧器内汽压、水温，水泵入口处的压力和水温都是相对稳定的。假定这时
P0突然降低，则系统平衡便被破坏。但在P0降低的同时，水泵入口处的水温是绝
对不会立即下降的，现有10m170℃水所形成的压力是：h ′=10 ×897.3/998.2
≈9m水柱高用（1 ）式计算P0的下降量：令[ （P0- ΔP ）-P饱]/ρg 一Δh-Σ
hf（1-2 ）+h′=0（P0- ΔP ）-P饱=[-h′+ h+Σhf（1-2 ）] ρg=[-9+3.9+1.1]
×998.2 ×9.8=-39129.44Pa ∵P0= ΔP -P饱= P 饱- ΔP -P饱=-ΔP ∴ΔP=39129Pa
即，若水温在170 ℃，即饱和蒸汽压（表压）为0.678MPa状态下稳态运行，当汽
压突然降到表压0.639MPa以下时，就有可能造成汽蚀。

      （3 ）补水量达到多少可致汽蚀发生管网中一旦发生较大泄漏，系统平衡
破坏，除氧器水位就会快速下降，于是就需要快速大量地补入相对低温的软水。

      设除氧器稳态运行存水量为：25m3（容积）×0.7 （占空率）=17.5m3 在
某较短时间内，因水位突降，存水量减少了Vm3 ，于是补入低温水Vm3.在补入低
温水时，P0也会降低，蒸汽的流量会增大，携入热量速率会大于原先稳态运行时。
为简化推导，在此仅考虑冷热水的热交换对P0.