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船用離心泵自吸高度的發(fā)展
2020-10-28次
隨著船舶噸位的加大,其建造尺度自然會(huì)隨之加大,某些安裝于甲板上或水線以上的船用泵的幾何安裝高度也會(huì)增高,吸入管路也相應(yīng)加長(zhǎng)。這樣一來(lái),就自然會(huì)在泵的吸入高度上產(chǎn)生問(wèn)題。比如,安裝于3000t和5000t油輪上的離心貨油泵和船用通用泵等,其吸入管路一般不超過(guò)50m,而裝于萬(wàn)噸級(jí)以上油輪中的泵,其吸入管路可能超過(guò)60m以上。這樣,吸入性能較差的泵就不能裝在大船上。因此,改進(jìn)泵的吸入性能就成為設(shè)計(jì)大型船用泵時(shí)的一項(xiàng)重要任務(wù)。
目前在相當(dāng)多的大型油輪上,一般都采用深井油泵或潛油泵來(lái)解決大型油艙的輸油問(wèn)題。但是,這些泵的容量是會(huì)受到一定限制的。如果能解決吸入問(wèn)題而使泵裝在油艙上面的甲板上,那么貨油泵的流量就可以大大提高。船用冷凝水泵的吸入性能在所有的船用泵中可能是最高的。由于冷凝水泵所輸送的液體是冷凝器中接近沸騰狀態(tài)的冷凝水,因而它的壓力近似等于該溫度下的飽和蒸汽壓。如果在從冷凝器至冷凝水泵的吸入口間的管路中因?yàn)槟Σ翐p失和局部阻力損失而使冷凝水的壓力降至飽和蒸汽壓以下,在泵內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生汽蝕。為此應(yīng)該使冷凝器中冷凝水液面相對(duì)于冷凝水泵吸入口中心線有一定的幾何高度,以能夠獲得足夠的壓力裕量去克服從冷凝器至泵吸入口之間的管路阻力。即便如此,船用冷凝水泵還是經(jīng)常處于汽蝕區(qū)內(nèi)運(yùn)行。由于船舶蒸汽動(dòng)力裝置安裝條件的特殊性,船用冷凝水泵的吸入高度一般都要超過(guò)陸用電站中同類泵的吸入高度。
目前,船用冷凝水泵的吸入高度一般均超過(guò)90m(相當(dāng)于灌注高度低于10m),甚至達(dá)到94m或更高(灌注高度等于或低于600mm)。這樣一來(lái),對(duì)于大多數(shù)冷凝泵來(lái)說(shuō),就相當(dāng)于要求它們的汽蝕比轉(zhuǎn)速C值在1000~3000的范圍內(nèi)。其次,對(duì)船用鍋爐給水泵吸入性能的要求也是很高的,常常會(huì)因此而影響泵機(jī)組本身甚至動(dòng)力裝置的順利設(shè)計(jì)。
一般說(shuō)來(lái),提高船用泵的吸入高度和提高泵的轉(zhuǎn)速常常是矛盾的,只有正確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者采用具有高汽蝕性能的模型泵等,才能使這一對(duì)矛盾得到合理的解決,即使泵獲得高轉(zhuǎn)速而又不產(chǎn)生汽蝕。具體說(shuō)來(lái),就是在進(jìn)行離心泵設(shè)計(jì)的時(shí)候,除了應(yīng)該準(zhǔn)確地計(jì)算泵的汽蝕性能之外,還可以采用一些結(jié)構(gòu)措施和工藝措施來(lái)提高其汽蝕性能。
在這一方面,通常所采用的方法有:
1. 在離心泵進(jìn)水管內(nèi)裝置射流泵(又稱噴射泵)或組成射流離心泵機(jī)組,以提高離心泵的吸入性能;
2. 將整個(gè)機(jī)組分為主泵和前置增壓泵,具有低轉(zhuǎn)速的前置泵為具高轉(zhuǎn)速的主泵提供足夠的吸入壓力;
3. 采用良好的靜密封和動(dòng)密封結(jié)構(gòu),以提高吸入管路的密封性并防止從旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封處吸入空氣;
4. 消除或減輕離心泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)的機(jī)械振動(dòng)和流體振動(dòng),排除外界振動(dòng)的干擾;
5. 正確地設(shè)計(jì)離心泵的吸入接管(吸入室)和吸入管路,以消除回流區(qū)和減少液體流動(dòng)的阻力損失;
6. 合理地選擇葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù)、幾何形狀和尺寸比例,以提高其汽蝕性能;
7. 在離心葉輪進(jìn)口前加置軸流式誘導(dǎo)輪,以提高泵的汽蝕性能;
8. 其它。
總之,提高船用離心泵的吸入高度,不僅給泵機(jī)組本身,而且給其所服務(wù)的裝置或系統(tǒng)都會(huì)帶來(lái)好處。目前在這方面的科學(xué)研究工作是十分活躍的,成績(jī)也是比較明顯的。有關(guān)軸流式誘導(dǎo)輪設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法方面的文章,在各種期刊雜志上時(shí)有刊載。在國(guó)內(nèi),等螺距葉珊的軸流式誘導(dǎo)輪已成功地應(yīng)用與船用鍋爐給水泵和冷凝水泵結(jié)構(gòu)中。
目前在相當(dāng)多的大型油輪上,一般都采用深井油泵或潛油泵來(lái)解決大型油艙的輸油問(wèn)題。但是,這些泵的容量是會(huì)受到一定限制的。如果能解決吸入問(wèn)題而使泵裝在油艙上面的甲板上,那么貨油泵的流量就可以大大提高。船用冷凝水泵的吸入性能在所有的船用泵中可能是最高的。由于冷凝水泵所輸送的液體是冷凝器中接近沸騰狀態(tài)的冷凝水,因而它的壓力近似等于該溫度下的飽和蒸汽壓。如果在從冷凝器至冷凝水泵的吸入口間的管路中因?yàn)槟Σ翐p失和局部阻力損失而使冷凝水的壓力降至飽和蒸汽壓以下,在泵內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生汽蝕。為此應(yīng)該使冷凝器中冷凝水液面相對(duì)于冷凝水泵吸入口中心線有一定的幾何高度,以能夠獲得足夠的壓力裕量去克服從冷凝器至泵吸入口之間的管路阻力。即便如此,船用冷凝水泵還是經(jīng)常處于汽蝕區(qū)內(nèi)運(yùn)行。由于船舶蒸汽動(dòng)力裝置安裝條件的特殊性,船用冷凝水泵的吸入高度一般都要超過(guò)陸用電站中同類泵的吸入高度。
目前,船用冷凝水泵的吸入高度一般均超過(guò)90m(相當(dāng)于灌注高度低于10m),甚至達(dá)到94m或更高(灌注高度等于或低于600mm)。這樣一來(lái),對(duì)于大多數(shù)冷凝泵來(lái)說(shuō),就相當(dāng)于要求它們的汽蝕比轉(zhuǎn)速C值在1000~3000的范圍內(nèi)。其次,對(duì)船用鍋爐給水泵吸入性能的要求也是很高的,常常會(huì)因此而影響泵機(jī)組本身甚至動(dòng)力裝置的順利設(shè)計(jì)。
一般說(shuō)來(lái),提高船用泵的吸入高度和提高泵的轉(zhuǎn)速常常是矛盾的,只有正確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者采用具有高汽蝕性能的模型泵等,才能使這一對(duì)矛盾得到合理的解決,即使泵獲得高轉(zhuǎn)速而又不產(chǎn)生汽蝕。具體說(shuō)來(lái),就是在進(jìn)行離心泵設(shè)計(jì)的時(shí)候,除了應(yīng)該準(zhǔn)確地計(jì)算泵的汽蝕性能之外,還可以采用一些結(jié)構(gòu)措施和工藝措施來(lái)提高其汽蝕性能。
在這一方面,通常所采用的方法有:
1. 在離心泵進(jìn)水管內(nèi)裝置射流泵(又稱噴射泵)或組成射流離心泵機(jī)組,以提高離心泵的吸入性能;
2. 將整個(gè)機(jī)組分為主泵和前置增壓泵,具有低轉(zhuǎn)速的前置泵為具高轉(zhuǎn)速的主泵提供足夠的吸入壓力;
3. 采用良好的靜密封和動(dòng)密封結(jié)構(gòu),以提高吸入管路的密封性并防止從旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封處吸入空氣;
4. 消除或減輕離心泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)的機(jī)械振動(dòng)和流體振動(dòng),排除外界振動(dòng)的干擾;
5. 正確地設(shè)計(jì)離心泵的吸入接管(吸入室)和吸入管路,以消除回流區(qū)和減少液體流動(dòng)的阻力損失;
6. 合理地選擇葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù)、幾何形狀和尺寸比例,以提高其汽蝕性能;
7. 在離心葉輪進(jìn)口前加置軸流式誘導(dǎo)輪,以提高泵的汽蝕性能;
8. 其它。
總之,提高船用離心泵的吸入高度,不僅給泵機(jī)組本身,而且給其所服務(wù)的裝置或系統(tǒng)都會(huì)帶來(lái)好處。目前在這方面的科學(xué)研究工作是十分活躍的,成績(jī)也是比較明顯的。有關(guān)軸流式誘導(dǎo)輪設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法方面的文章,在各種期刊雜志上時(shí)有刊載。在國(guó)內(nèi),等螺距葉珊的軸流式誘導(dǎo)輪已成功地應(yīng)用與船用鍋爐給水泵和冷凝水泵結(jié)構(gòu)中。
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