关于液氧泵气蚀的若干问题
一、低压空分液氧泵气蚀的表现
在全低压空分设备中,有时发现离心式液氧泵出口压力突然下降,液氧排不出去液氧泵无法继续工作。常常称此现象为“带气”,这种液氧泵“带气”的现象,专业术语叫做“汽蚀”。
二、液氧泵产生气蚀现象的原理
因素一、当液体的压力低于相对应的饱和蒸气压力时,液体就要汽化。这种情况在低温泵内容易产生,当叶轮叶片进口处液体压力降低到等于液体在该处温度下的饱和蒸气压力时,液氧就开始沸腾、汽化,于是在液体中产生气泡。夹带着气泡的液体沿叶轮离心力方向流动,当它到达叶轮内压力升高的区域时(即气泡外面的压力高于相应的汽化压力区域)、蒸气又重新冷。由于气泡外面的压力很大,故在气泡凝结时,周围的液体以很高的速度冲向气泡所占有的空间,在该区域叶轮的表面上产生局部冲击作用(即发生强烈的水击现象)。这就是通常所称的液氧泵的汽蚀现象。
因素二、当主冷凝蒸发器压力降低或液氧进口过滤器堵塞、进口管道阻力增加时,也可能发生汽蚀现象。
三、液氧泵汽蚀的危害性。
汽蚀对液氧泵的影响随着它的程度不同而有差别。当汽蚀程度不严重时,其影响不大。如果汽蚀达到一定程度,工作轮叶片进口处产生的气泡很多,这些气泡随着液体进入压力高的地方(工作轮出口处)又凝缩成液体,气泡即迅速破裂。由于气液的密度差几百倍,当液氧凝缩时,体积突然缩小,周围的液体以很高的速度冲向气泡位置,使与气泡相接触的叶轮表面受到猛烈冲击。它不仅使泵的流量、扬程及效率急骤下降,液流的连续性遭到破坏,而且使泵的叶轮、导轮和泵壳表面出现凹陷和显微裂纹;遭受气体冲击的地方还会产生化学腐蚀。因此要全力避免液氧泵出现汽蚀现象。
四、避免气蚀现象发生的考虑
为了避免歧视现象的发生，常常使液氧在进泵时有一个过冷度,以减少泵内液体汽化的可能。
如果提高液氧泵的进口压力,就提高了液氧的饱和温度,使液氧有一定的过冷度。一般是降低液氧泵的安装位置,以提高液氧泵的进口压力(即使液氧进口处有一定的静压头),同时使过冷度提高(设计时考虑过冷度为6℃~10℃)。
例如,主冷凝蒸发器液氧的压力为0.04MPa时,其饱和温度为94K,当液氧泵进口压力由于液柱的静压而增加为0.09MPa时,其饱和温度为97K,相当于液氧获得了3℃的过冷度。此外,在操作中也应加以注意:液氧吸附器在启用前应彻底预冷,直至放出液体时为止;在关闭其旁通阀时不要操之过急等等。汽蚀现象一但产生,则应立即排气,以保证液氧泵安全运转。为了提高液氧泵的抗汽蚀能力,在结构上目前均采用在工作轮前面安置螺旋式或轴流式诱导轮的方法。
