化工泵气蚀说明及选型要点
作者：上海高良泵阀制造有限公司时间：2011-08-25 我要发布
化工泵的用途一般是用来将液体从位置较低的地方抽吸上来，再沿管路输送到较高的地方去；或用来将液体从压力较低的容器抽吸出来，并克服沿途管道中的阻力，输送到压力较高的容器里或其他需要的地方。液化石油气泵在储配站内主要用于装卸槽车和灌装钢瓶。化工泵在工作时，从入口管道进入泵内的液体由于阻力损失及流速的增加，静压会有所降低。特别是在离心泵内部液体进入叶轮中央时，静压还会由于液体径向加速流动而进一步下降，低于相应于液化石油气输送温度的饱和蒸气压，液化石油气液体因而处于过热状态，有产生部分液相转化为气相的趋势，从而发生气蚀现象[1]。气蚀会影响泵的工作性能、使用寿命及正常工作，长时间的气蚀还可能引起管路或系统损坏，甚至造成安全事故。因此，合理的选择化工泵的类型以及采取措施防止泵在工作中产生气蚀，以满足储配站实际生产运行所需要的工况是很重要的。本文就液化石油气储配站采用地下罐时，化工泵的选型和泵工作时气蚀现象的防止措施进行探讨。
2化工泵的选型
在泵的选型时，应考虑泵在管路中工作的设计工况及其可能的变化范围，使泵工况处于较高效率的范围内[1]。对于采用地埋式储罐的液化石油气储配站来说，其钢瓶灌装，由于液体提升高度较大，潜液泵是最理想的设备，但由于国产潜液泵的质量问题，沿海一带液化气发展较早的城市，在采用地埋式储罐时，一般选用国外潜液泵，但造价昂贵。流量为15m3/h的国外潜液泵价格约为15万元左右，且以后的维修、配件更换较为困难。根据调查国内一些液化气泵生产厂家的经验数据和使用单位的情况，当提升高度小于5米时，地面式液化气泵可以正常工作。因此，根据设备选型安全、可靠、经济的原则，当提升距离不是很高（小于5米）时，可考虑选用国产地面式液化气泵，灌装时，在最不利的情况下（如夏季气温较高时）可和压缩机联合工作。
3化工泵避免发生气蚀的措施
在泵的选型时，还应校核泵不发生气蚀的条件[1]。那么，到底什么是气蚀呢？顾名思义，气蚀是指气体侵蚀破坏材料之意[2]。尽管做了大量研究，但气蚀的机理并不很明确，但可以肯定的是，它是空（气）泡现象的后果，它与流体周围在崩塌前和气泡尺寸相关的势能和动能的转换有关。一般认为，产生气蚀的具体原因是由于泵的安装位置高出吸液池面高差太大，即泵的几何安装高度Hg过大或泵所输送的液体温度过高等[2]。另一种说法是如引言所提，气蚀现象的产生是由于系统内液化石油气液体在输送过程中静压降低而低于其在该温度下的饱和蒸气压导致的。为防止发生气蚀，泵内液化石油气压力应高于其饱和蒸气压，其高出值被称为气蚀余量或气蚀裕量。
如上所述，正确决定泵吸入口的压强，是控制泵运行时不发生气蚀而正常工作的关键。当储配站储罐建在地下时，为防止泵内产生气蚀，通常的技术措施是用吸液池面与泵吸入口之间的压强水头差提供保证，假如地下储罐与泵中心高差为Hg
ΔРРο-РS≥Δh+Δhi+РΗg
式中 ΔРРο-РS——吸液池面与泵吸入口之间的压强水头差
Δh——气蚀余量
Δhi——泵入口前管道的阻力损失
РΗg——液体提升静压损失
事实上，还有一点应引起我们的注意，那就是不能在吸入管段上设置调节阀门，因为将使吸入管路的阻力增加，在阀门关小时，会使吸上真空度上增大以致提前发生气蚀。
尽管在泵的选型时，对化工泵不发生气蚀的条件进行了校核，但由于夏季地下储罐温度较低且较为恒定，地面管道和泵却易受高温影响，考虑到夏季液相管道受热后的气蚀现象，液化气泵进口管道前应设置排气口。
即使在泵前设置了排气口，排除了泵前管道受热汽化的液化石油气，进入泵内的液体仍然有可能甚至较容易气化，从而造成气蚀。这时我们就要通过压缩机来给要抽取液体的储罐升压（从其他储罐抽气）来保证吸液池面与泵吸入口之间的压强差，从而达到防止气蚀的目的
在采用地下储罐的液化石油气储配站中，液化石油气通常采用压缩机装卸，有时为了提高效率、节省时间，也采用机—泵联合装卸，其工作原理与机-泵联合罐装钢瓶工艺基本相同，不再赘述。要强调的是，采用这种装卸方式时，要随时观察储罐和槽车的液位变化以及泵的运行状态变化，在整个系统中，应保证泵的吸入口处有比饱和蒸气压大的静压力。
气蚀会导致液化石油气泵运行时产生噪声、震动及性能变坏，通过液化气泵进口管前的排气口排除泵前气体，以及采用压缩机和泵联合工作等措施，可以有效地预防气蚀现象的发生，改善泵的运行效率。
2化工泵的选型
在泵的选型时，应考虑泵在管路中工作的设计工况及其可能的变化范围，使泵工况处于较高效率的范围内[1]。对于采用地埋式储罐的液化石油气储配站来说，其钢瓶灌装，由于液体提升高度较大，潜液泵是最理想的设备，但由于国产潜液泵的质量问题，沿海一带液化气发展较早的城市，在采用地埋式储罐时，一般选用国外潜液泵，但造价昂贵。流量为15m3/h的国外潜液泵价格约为15万元左右，且以后的维修、配件更换较为困难。根据调查国内一些液化气泵生产厂家的经验数据和使用单位的情况，当提升高度小于5米时，地面式液化气泵可以正常工作。因此，根据设备选型安全、可靠、经济的原则，当提升距离不是很高（小于5米）时，可考虑选用国产地面式液化气泵，灌装时，在最不利的情况下（如夏季气温较高时）可和压缩机联合工作。
3化工泵避免发生气蚀的措施
在泵的选型时，还应校核泵不发生气蚀的条件[1]。那么，到底什么是气蚀呢？顾名思义，气蚀是指气体侵蚀破坏材料之意[2]。尽管做了大量研究，但气蚀的机理并不很明确，但可以肯定的是，它是空（气）泡现象的后果，它与流体周围在崩塌前和气泡尺寸相关的势能和动能的转换有关。一般认为，产生气蚀的具体原因是由于泵的安装位置高出吸液池面高差太大，即泵的几何安装高度Hg过大或泵所输送的液体温度过高等[2]。另一种说法是如引言所提，气蚀现象的产生是由于系统内液化石油气液体在输送过程中静压降低而低于其在该温度下的饱和蒸气压导致的。为防止发生气蚀，泵内液化石油气压力应高于其饱和蒸气压，其高出值被称为气蚀余量或气蚀裕量。
如上所述，正确决定泵吸入口的压强，是控制泵运行时不发生气蚀而正常工作的关键。当储配站储罐建在地下时，为防止泵内产生气蚀，通常的技术措施是用吸液池面与泵吸入口之间的压强水头差提供保证，假如地下储罐与泵中心高差为Hg
ΔРРο-РS≥Δh+Δhi+РΗg
式中 ΔРРο-РS——吸液池面与泵吸入口之间的压强水头差
Δh——气蚀余量
Δhi——泵入口前管道的阻力损失
РΗg——液体提升静压损失
事实上，还有一点应引起我们的注意，那就是不能在吸入管段上设置调节阀门，因为将使吸入管路的阻力增加，在阀门关小时，会使吸上真空度上增大以致提前发生气蚀。
尽管在泵的选型时，对化工泵不发生气蚀的条件进行了校核，但由于夏季地下储罐温度较低且较为恒定，地面管道和泵却易受高温影响，考虑到夏季液相管道受热后的气蚀现象，液化气泵进口管道前应设置排气口。
即使在泵前设置了排气口，排除了泵前管道受热汽化的液化石油气，进入泵内的液体仍然有可能甚至较容易气化，从而造成气蚀。这时我们就要通过压缩机来给要抽取液体的储罐升压（从其他储罐抽气）来保证吸液池面与泵吸入口之间的压强差，从而达到防止气蚀的目的
在采用地下储罐的液化石油气储配站中，液化石油气通常采用压缩机装卸，有时为了提高效率、节省时间，也采用机—泵联合装卸，其工作原理与机-泵联合罐装钢瓶工艺基本相同，不再赘述。要强调的是，采用这种装卸方式时，要随时观察储罐和槽车的液位变化以及泵的运行状态变化，在整个系统中，应保证泵的吸入口处有比饱和蒸气压大的静压力。
气蚀会导致液化石油气泵运行时产生噪声、震动及性能变坏，通过液化气泵进口管前的排气口排除泵前气体，以及采用压缩机和泵联合工作等措施，可以有效地预防气蚀现象的发生，改善泵的运行效率。
