管道泵怎么会断流呢

管道泵怎么会断流呢中国石油绵阳分公司董家沟油库汤克剑摘要：随着公司科技自动化的提高，依靠设施设备的正常运转。本文对于很普遍的管道离心泵原理、正常运转、故障分析和防范措施加以探讨。关键词：离心泵、汽蚀、汽阻、汽蚀余量引言：由于绵阳的输油管线在2014年8月7日突然爆裂紧急抢险的同时，为了保证绵阳市场的销售供应中国石油公司从各地调来了大量的汽油、柴油槽车到绵阳董家沟油库进行接卸满足整个市场的供应。然而连日的高温不下8月13日环境温度34℃全天来了大量的槽车不断的接卸油料，晚上接卸柴油时就发生了情况。接卸柴油用的是150GY60B型离心泵双泵并联运行，该批次的柴油视温30.6℃、油温30.2℃开始接卸都很正常，但是栈桥上发现柴油接卸的速度不正常检查栈桥上设备运转都是正常的，立即检查泵房发现备用泵温度极高，断定管道泵内已经断流马上进行了停泵操作。为了恢复备用泵的尽快正常工作先从压力表处取下压力表将泵内的热空气全部排出，又使备用泵与扫槽泵沟通引回油罐的冷油给机泵、管线降温。当机泵、管线温度降到了正常后才开始起泵引油恢复备用泵的工作。正文一、离心泵基本原理1、离心泵工作原理在日常生活中，我们经常看到这样一种现象：将木棒在盛水的容器中急速旋转，则水也跟着木棒产生旋转运动。容器内的液体在离心力的作用下由中间向外围运动，液面呈外围高、中间低的抛物面形状。半径越大，转速越快，容器边缘与中间的压力差就越大，抛物面越显著。图例是离心泵工作的装置图。图例离心泵工作装置图1－底阀；2－过滤器；3－吸入罐；4－吸入管；5－叶轮；6－蜗壳；7－排出阀；8－单向阀；9－真空表；10－漏斗；11－排出管；12－闸阀；13－排出罐启动前，底阀l关闭，自灌泵漏斗10处将液体灌入吸入管与蜗壳内；启动后，叶轮5在驱动机的带动下高速旋转，在叶片之间的液体受到叶片的推力，产生旋转运动，动能和压能也随之增加。液体的旋转产生离心力，离心力的大小与液体旋转的速度、旋转半径r及液体的质量m有关，其关系式为F=mr2，在离心力的作用下，液体不断从叶轮中心流向四周，由蜗壳6与扩压管(或导叶)收集并进行动能与压能之间的转换后通过排出管11送入排出罐13。在液体被甩向叶轮出口的同时，叶轮入口中心处由于液体的减少压力降低，形成低压区，吸入罐3中液面的压力将高于叶轮中心处的压力，随着这两者之间压力差的增大，自动底阀1开启，吸入罐3中的液体通过吸入管4被吸入叶轮中心处，高速旋转的叶轮又在离心力的作用下将液体增压后送入排出罐。只要叶轮的旋转不停止，这种吸入、增压、能量转换、液体排出的过程就会连续进行。这种靠内外差不断吸入液体，靠高速旋转的叶轮使液体获得能量，靠蜗壳、扩压管或导叶等部件收集并将动能转化为压能的连续工作过程就是离心泵的工作原理。由离心泵的工作原理可知，离心泵在启动前，其吸入管与泵壳中必须灌满液体。否则，离心泵没有抽吸液体的能力。这是因为空气的密度比液体小得多，叶轮旋转所产生的离心力不足以在泵内形成使液体吸入的真空度。灌满液体，是为了排净吸入管与泵壳中的空气。对于功率大、排量大的离心泵，常采用前置真空泵抽吸气体的方式启动；对于输送温度高、易挥发液体的离心泵，采用正压进泵的方式工作。2、离心泵的汽蚀余量汽蚀余量是指在泵入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富裕能量。单位用米液柱表示。汽蚀余量越大，泵就越不会发生汽蚀。然而，实践证明，泵内压力最低点并不是在泵的吸入口，而是在泵的叶轮吸入口。汽蚀最易发生在叶轮入口处，但是叶轮入口的压力很难直接测定，一般通过测定泵入口的参数来确定泵的汽蚀性能。因此离心泵的汽蚀余量涉及到两个方面的问题，一是液体在入口处的能量富裕值，这方面用“有效汽蚀余量”来表示，另外是液体在泵内的能量消耗值，用“必须汽蚀余量”来表示。（1）有效汽蚀余量是指液体在进入泵前所剩余的并能够有效地加以利用来防止汽蚀发生的这一部分能量。它是指液体具有的能量，这个余量主要取决于管路装置的操作条件（如吸入罐压力、吸入管路阻力损失、液体性质及温度等，与泵本身结构尺寸无关。用符号△hap/r与温度的关系温度饱和蒸汽压力水头-20-100102030405060708090100液体1.01.42.02.83.85.17.09.20.60.91.32.02.83.95.37.1--0.090.140.280.420.71.1--0.35-0.801.11.42.503.806.008.70-15.40--0.060.120.240.430.751.252.023.174.827.1410.33（2）必须汽蚀余量，泵本身必须的汽蚀余量是泵入口到叶轮内最低压力点处的全部能量损失。用△ha表示，这个能量损失越小，说明这台泵越不易发生汽蚀，它要求泵入口处液体的富裕能量△ha也可小些。因为泵入口处的富裕能量在克服了这个损失后还有剩余，压力仍高于液体的汽化压力，液体还不会汽化。根据△ha和△hr，可以判断会不会发生汽蚀，关系如下：△ha＞△hr时，泵不产生汽蚀△ha=△hr时，泵开始产生汽蚀△ha＜△hr时，泵已产生汽蚀为了保证泵正常运转，不发生汽蚀，对于泵所需的汽蚀余量还需要考虑一个安全量，作为泵的允许汽蚀余量，这个安全量一般取0.3m液柱，用[△hr]表示允许汽蚀余量，则：[△hr]=△hr+0.3m液柱[△hr]——泵允许汽蚀余量,m△hr——泵必须汽蚀余量,m二、汽蚀现象的形成汽、液可以相互转化，这是液体所固有的物理特性，而温度与压力则是造成它们转化的条件。如水在一个大气压作用下，温度上升到100℃时，就开始汽化。但是在高山上，由于气压较低，水在不到100℃时就开始汽化。如果使水的某一温度保持不变，逐渐降低液面的绝对压力，当该压力降到某一值时，水同样也会发生汽化，我们把这个压力称为水在该温度下的汽化压力，用符号Pv表示。例如,当水温为20℃时，其中的汽化压力为2.400千帕。水和其他几种常用油料在各种温度下的汽化压力Pv.如果在流动过程中，某一局部地区的压力等于或低于与水温相应的汽化压力时，水就在该处发生汽化。离心泵吸入系统的液体，在小于大气压的条件流动时，当吸入系统中某一局部处液体的绝对压力等于或低于液体温度相应的汽化压力时，液体便发生汽化，此时就有大量的蒸汽及溶解在液体中的气体逸出，形成许多蒸汽也气体混合的小气泡在液体之中。然后，汽泡就随同液体流动当汽泡流入泵内高压区时，汽泡内仍为汽化压力，而汽泡周围却远比汽化压力大，汽泡在高压的作用下迅速凝结而破裂，在汽泡破裂的瞬间，液体以极高的速度流向原汽泡占有空间，形成一个很大的冲击力。可使局部压力高达几百个大气压，冲击频率可达每秒几万次。三、汽蚀的破坏作用1、由于许多汽泡是在金属表面附近破裂而凝结的，所以液体体质点就像无数的小弹头一样，连续的打击在金属的表面上，这样大的压力频繁地作用在金属表面，使金属产生局部疲劳现象，在最薄弱部份，晶粒首先剥落产生裂痕，裂痕的产生使应力更为集中，然后坚固的晶粒也随着剥落，以致使叶轮表面呈现蜂窝状，这就是叶轮的机械剥落。2、管道内出现气泡并逐渐增大，流量减少，最后形成断流，油泵的气阻现象就是这样形成的。在接卸饱和蒸气压较高的汽油时，当泵吸入管路上某一处的剩余压力(即该断面的压强)小于或等于输送温度下油品的饱和蒸气压时，油品在该处出现气化，产生大量的气泡，气泡集结形成气袋阻碍油品的流动。严重时整个管路都会被气化产生的气泡堵塞，便管路断流，这种现象称为气阻现象。3、管道内断流就会抽空离心泵，泵内瞬时呈负压状态。这时泵外为大气压，泵内压力低于大气压，在泵内外压差作用下，若机械密封的弹簧力顶不住这个压差，则动静环就会一起向泵腔做轴向位移，此时静环防转槽就会脱离防转销，并在动环带的带动下旋转某一角度。当抽空停止时，防转销与槽不能恢复到原先的配合位置，于是防转销顶住静环，使静环倾斜而破坏了密封。四、汽蚀现象的判断1、离心泵汽蚀现象的判断，除严重时泵输不出油外，还可以从以下几个方面进行判断：2、从声音上判断，汽蚀噪音与泵内某一机件损坏时所发生的周期性噪音不同，泵一般汽蚀时，会听到一种像泵内有小石子打在叶轮的噪音。汽蚀严重时，声音会像飞机的尖锐呼啸声；3、与同型号、同品种、同温度条件下工作的离心泵进行噪音对比，加以判断；4、根据真空表的读数进行判断，真空表读数低于正常运行时的数值；重新校核泵的工作点，5、根据泵的实际流量Q和实际扬程H，在泵的特性曲线上重新绘制泵的管路工作曲线（即管路的阻力曲线）。检查实际工作点与设计工作点的偏离情况。五、预防汽蚀现象的措施1、尽可能避免油泵高温时进行作业，必须作业时可采取必要的降温措施；2、降低管路的摩阻损失，如增大吸入管径，缩短吸入管路距离，减少弯管、管件，降低泵的安装高度等；3、尽可能选用汽蚀余量小的双吸泵；4、如发生汽蚀现象时，可调泵的出口阀，使泵的系统流量减少；5、亦可考虑临时将过滤器的滤网取出，或换孔径较大的滤网，可考虑采用多个鹤管卸油。六、结语总之，随着科学技术的迅猛发展，对设施设备的操作人员专业素质要求提高。对于操作人员不但要熟练基本的操作程序还要做到“三懂、四会”（“三懂”懂生产原理、懂工艺流程、懂设备构造。“四会”会操作、会维护保养、会排出故障和处理事故、会正确使用消防和防护器材）这样才能把事故防患于未然，更好的为国家、为企业服务。参考文献[1]李文治。泵的构造与维修[J]科学技术文献出版社，1988.[2]上官建新。销售企业员工培训材料[J]内部资料，2006