孿井灘高揚程引黃灌溉工程是1990年國家水利部批準興建的黃河上游高揚程灌溉生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)項目,工程于1991年破土動工, 1993年水電主體工程基本完成。孿井灘揚黃工程共有1座泵站,設計總揚程238m,凈提水高度208m,其中一、二泵站均為76m,三泵站為46.2m,四泵站為39.8m,各裝SA系列大泵3臺,小泵3臺,總裝機容量20790 KW,其中一、二泵站總裝機容量均為6600 KW (大泵均為1700KW,小泵均為500 KW) ,三泵站為3840KW (大泵均為1000KW,小泵均為280KW) ,四泵站為3750KW(大泵均為1000KW,小泵均為250KW) 。4座泵站中大泵均為2臺同步機, 1臺異步機,小泵均為異步機。

水泵汽蝕產(chǎn)生的原因及部位

       水泵汽蝕產(chǎn)生的原因很多,有些是由一種因素直接形成的,有些是多個因素共同作用的結果:

       ①使用者對水泵的性能參數(shù)了解不清或根本不了解,安裝使用不當;

       ②引水條件的改變使泵站進水池水位過低;

       ③水泵與動力裝置不配套,傳動裝置不匹配,轉速過高;

       ④進水池設計不合理,產(chǎn)生了渦流、偏流,進水管浸入水下太淺;

       ⑤進水管路太長,管徑太細,附件太多,拐彎太多,水頭損失太大;

       ⑥水泵進水口堵塞,水流受阻;

       ⑦水源含沙量太大;

       ⑧水泵生產(chǎn)工藝原因,葉輪、泵殼內(nèi)表面太粗糙,對水流阻力太大。

        根據(jù)幾年來水泵檢修和拆換葉輪的實際觀察,水泵泵殼汽蝕磨損,主要在螺旋壓水室中兩邊靠近密封環(huán)的一周發(fā)生,形成排列方向與水流一致,密集的深度約3～10 mm 的汽蝕穴,鑄鐵表面損失厚度達3 ～5mm,向外逐漸減弱,由較密的深溝槽逐漸變成較疏的淺溝槽,直到泵腔最深處減輕為魚鱗坑狀。在水泵中開面鑄造結構空腔附近,特別是緊靠密封環(huán)處,由于間隙汽蝕作用形成高壓腔與低壓腔貫通的溝槽,深3～5mm,寬5～15 mm。泵體隔舌出現(xiàn)汽蝕甚至溝槽。使隔舌端部逐漸變薄縮短,嚴重時縮短60mm左右,葉輪主要是葉片邊緣出現(xiàn)很多汽蝕孔洞,兩側蓋板顯著磨損,葉輪葉片端頭缺斷,葉輪直徑變小,密封環(huán)磨損,葉輪與密封環(huán)配合的徑向密封面出現(xiàn)環(huán)向深槽。

汽蝕的危害

1、影響水泵的容積效率

        磨損后的水泵各構件間隙增大,高壓側水流向低壓室泄漏;水泵隔舌縮短后使泵內(nèi)一部分水流始終在泵體內(nèi)作環(huán)向運動,而甩不出出水口,導致水泵效率降低;葉輪磨損后,水泵的出水量明顯下降。

2、產(chǎn)生嗓音和振動

        水泵汽蝕磨損后出現(xiàn)蜂窩、麻面、溝槽使水流的阻力系數(shù)增大,同時引起水泵的振動,產(chǎn)生噪音,強烈的振動會使機組零件和機房結構遭受破壞。

3、使泵的過流部件受到破壞,影響泵的壽命,增加設備更新維修費用。

        氣泡潰滅時,在強大水錘的頻繁作用下,起初引起金屬表面局部塑性變形與硬化變脆,產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象,發(fā)生微小裂縫,進而使金屬破裂、剝落。除力學作用外,氣泡潰滅時產(chǎn)生的沖擊波以及水流與金屬材料之間產(chǎn)生的化學和電化學腐蝕作用,都會加速金屬的剝蝕速度。再者當水的含沙量較高時,泥砂在高速水流的帶動下的磨損加劇汽蝕,同時汽蝕又促進磨損。水泵在嚴重的汽蝕狀態(tài)下運行時,發(fā)生汽蝕的部位開始出現(xiàn)麻點,隨后很快擴大成海綿或蜂窩狀,直至大片剝落而破壞。