1.概述
供输油站是第一采油厂的外输口,负责接收北I- I、北 I- II、聚北 I、中十六联的来油储存及成品原油外输任务,原油分别输向南一油库和西油库,全站配有三座立式储油罐,有 5 台型号为150KY260———265输油泵承担外输原油任 务 , 设 计 能 力 21880t/d。 日 平 均 外 输20200t/d。
2.汽蚀
2.1
汽蚀形成的基本过程当离心泵叶轮入口处的液体压力 P吸降低到≤Pt时,液体就会汽化,同时形成大量小汽泡。当这些小汽泡随液体流到叶轮流道内,则小汽泡在四周液体压力的作用下,便会重新凝结、溃灭。如果这些汽泡是在叶轮金属表面附近溃灭,则液体质点就像无数小弹头一样,连续打击在金属表面上。这种水力冲击,速度很快,频率可达成2500/s,金属表面很快会因疲劳而剥蚀。若所产生的汽泡内还夹杂有某种活泼性气体(如氧气等),它们借助汽泡凝结时放出的热量,使局部温升可达成 200~300℃,会对金属造成电化学腐蚀,更加快了对金属的破坏速度。上述这种液体的气化、凝结、冲击和对金属剥蚀的综合现象就称为“汽蚀”。
2.2 汽蚀的严重后果
2.2.1 振动和噪音
汽泡溃灭时,液体质点互相冲击,会产生各种频率范围的噪音。在汽蚀严重的时候,可以听到泵内有“劈劈”“啪啪”的爆炸声,同时机组振动增大。在这种情况下,机组就不应继续工作了。
2.2.2 对泵性能曲线的影响
离心泵开始发生汽蚀时,汽蚀区域较小,对泵的正常工作没有明显的影响,在泵性能曲线上也没有明显的反映。但当汽蚀发展到一定程度时,汽泡大量产生,堵塞流道,使泵内液体流动的连续性遭到破坏,泵的流量、扬程和效率均会明显下降,在泵性能曲线上出现“断裂”工况,最后造成液流间断,泵就“抽空”断流了。
2.2.3 对泵流道材料的破坏
泵叶轮的叶片入口处压力最低,所以受汽蚀的部位多在叶片入口边内侧靠前盖板处和叶片入口边附近。被汽蚀的金属表面会出现海绵状、沟槽状、鱼鳞状等特征。严重时,整个叶片和叶片的前后盖板都会有这种现象,甚至使叶片和盖板被穿透。
2.3 提高离心泵抗汽蚀性能的措施
提高离心泵抗汽蚀性能有两方面的措施,一是改进泵进口的结构参数,使泵具有尽可能小的汽蚀余量,或采用耐汽蚀材料,以提高泵的使用寿命;另一方面正确合理地设计吸入管路尺寸、安装高度等,使泵入口处有足够的有效汽蚀余量,从而使泵不发生汽蚀。
由上述提高离心泵抗汽蚀性能措施不难看出,我站泵进口的结构参数、泵进口管路尺寸和安装高度都无法改变,只有使泵入口处有足够的有效汽蚀余量来使输油泵避免产生汽蚀。如何能做到这一点,只有通过控制储油罐的液位来实现。
3.结论
通过对泵汽蚀防范措施进行研究分析,不难看出,泵的结构参数,泵进口管路尺寸,安装高度根据本站现有工艺流程情况都无法改变,我站只有保证泵入口处有足够的有效汽蚀余量来避免泵发生汽蚀。如何能做到这一点,只有控制储油罐的液位。
本文从实际出发,排除了不可改变的因素后,应用水力学知识通过科学计算,最终优化了3座储油罐避免输油泵发生汽蚀的最低液位:1#罐为5.36m;2#罐为5.27m;3#罐为5.88m。在今后的生产管理中尽可能保证不低于此罐位,从而避免输油泵产生汽蚀,大大降低了输油泵的损坏率,延长了输油泵的使用寿命。