高揚程電力提灌泵站水泵空蝕磨損及對策

張文璽

摘 要：泵站工程中主要的設備是水泵，在我國甘肅省地區已經建造了很多大中型的高揚程電力提灌泵站，在這些工程中安裝了許多大小及類型不同的水泵，水泵作為向被輸送的液體提供能量的設備，在它的運行過程中，會不可避免地產生空蝕磨損，主要集中在各個過流部件中，針對多泥沙河流的高揚程電力提灌泵站更是磨損情況突出，值得重視。本文將針對高揚程電力提灌泵站水泵空蝕磨損及對策兩方面進行闡述探討，希望為相關的工程提出一些理論參考，幫助節約泵站能源，降低水泵空蝕磨損的狀態。

關鍵詞：高揚程提灌泵站；水泵空蝕磨損；解決對策

水泵的空蝕磨損會使得水泵的效率以及出水量嚴重的下降，這樣造成水泵站的能源單耗增加，大大地縮短了水泵的使用壽命，使其沒有達到預期的使用壽命卻報廢。相比較水泵站其他的設備來說，水泵自身使用的期限較短，需要更新的次數比較頻繁，這兩個對高揚程電力提灌泵站工程設施進行老化管理費用考慮方面具有重要的影響。所以，對高揚程電力提灌泵站工程水泵空蝕磨損機理進行研究并且提出相對應的措施，對于防止高揚程電力提灌泵站工程水泵老化，降低維護泵站水泵設施老化的費用以及提高工程的運作以及管理體系等方面具有重要的意義。

1 高揚程電力提灌泵站水泵磨損問題

水泵遭受空蝕磨損后的特征主要表現在螺旋壓水室中，密封環一周形成了與水流方向一致的一排密集的空蝕磨損現象，疏密度由內向外逐漸遞減，深溝槽逐漸變為淺溝槽，直到泵腔最深的地方，減弱為魚鱗形狀?？瘴g磨損首先嚴重影響的是水泵自身的容積效率，空蝕磨損后，間隙增大會導致高壓側的水流流向低壓側，產生泄漏的現象，其次因為泵體內部部分水流不能甩到出水口，而一直在泵體內部作環向的運動，這樣會嚴重導致水泵的效率降低，并且空蝕磨損后，水泵面臨的水流阻力系數增大，這樣會造成水泵使用時的振動以及噪聲的出現，因為空蝕磨損，導致水泵正常的使用壽命減少，這樣會增加設備的維修費用，最后空蝕磨損后，葉輪磨損增加，出水量會受到明顯的影響，減少出水量意味著能源單耗增加。以下將詳細說明影響泵站水泵產生空蝕磨損的主要原因。

1.1 水泵吸水高度的原因

水泵內出現空蝕磨損現象的原因在于，根據流體力學以及水泵的設計原理可以知道，當真空值超過臨界值時，就會出現空蝕磨損現象，根據泵站的設計裝機高度與實際的裝機高度進行統計和對比后可以發現，是否因為設計計算裝機高度過高，才會導致葉輪的進口處壓力比要求的值要低，導致水泵出現空蝕磨損。

1.2 水泵揚程的原因

尤其是離心泵，水泵是將動能轉換位水流壓能的機械，葉輪的切線速度與水泵揚程的1/2次方成正比，即揚程越高，葉輪切線速度越高，所以高速水流下，產生的空蝕磨損也越嚴重，具體體現在水泵葉輪的更換時間間隔較短，更新頻率比較高。

1.3 水流中的含沙量及其大小的原因

水流中含沙量以及顆粒的大小在水泵正常運行過程中會影響到泵水的水流是否正常，在高速的水流區域，泥沙會造成水流紊亂，產生空蝕磨損，空蝕磨損造成的蜂窩狀孔洞會增加水流的阻力，導致泥沙對水泵的磨損更加嚴重，這樣加速磨損的結果是使得水泵的工程運行狀況更加困難。

1.4 水泵使用的材質

耐磨損程度是選擇水泵材質時重要的考慮因素之一，材料的硬度越大，一般來說耐磨性能越高，但如果硬度不大，彈性很好的話，耐磨性能也會很好，因為具有彈性的水泵材料會減少泥沙對于水泵的磨損，會吸收泥沙的高速運動產生的動能。

2 解決水泵磨損問題的對策

泵站的整體運作建立在水泵的基礎上，為了系統的正常運作，必須對存在的問題進行分析和提出措施。及時發現問題的出現并且采取相應的解決措施，最大程度的避免對泵站后期系統的正常使用造成麻煩。

2.1 準確設定水泵吸水高度

根據以上的分析可以知道，水泵內出現空蝕磨損現象的原因在于真空值超過臨界值，為了最大程度地避免水泵空蝕磨損現象的產生，要充分考慮泵站的設計裝機高度與實際的裝機高度，將兩者進行統計和對比，檢查是否因為設計計算裝機高度過高，才導致葉輪的進口處壓力比要求的值要低，導致水泵出現空蝕磨損，并且做出防御措施。

2.2 選擇適當的水泵材料做好施工準備

確定水泵工程項目的目標和意向后，在展開施工之前，對采購的水泵材料進行管理和初次質檢，使得采用的水泵材料能夠符合工程的要求標準，發現不符合質量的水泵材料一定要堅決排除，不達標準絕不采用，避免造成工程質量問題，使以后的系統設備使用性能得到保障；同時需要相關從業人員認真研究施工的設計圖紙，嚴格按照施工圖紙的標準進行技術上的后期實現。

2.3 泵站水泵設備的維修

在經濟可持續發展的戰略目標影響下，相關行業也需要加強節約能源和環保的措施。對于泵站的具體實施中來說，選擇節能環保的材料屬于必不可少的步驟，這不但可以降低能源損耗，有效地利用已有的城市資源外，還可以促進相關工程的不斷革新和新型技術的使用，提高建筑工程的使用壽命。水泵設備在前期的設計安裝過程中變得尤其復雜，后期使用過程中不可避免的會出現問題，影響到泵站的正常運行，比如葉輪更新問題等，如何進行后期維修以延長水泵的使用壽命和保障泵站繼續使用正常運行變得尤其重要。

3 結語

本文章主要針對高揚程電力提灌泵站水泵的空蝕磨損進行分析，提出了相關企業應該不斷完善解決問題的措施方案，主要針對水泵吸水高度的確定以及水泵使用材料的確定做出約束和規定，同時提出了在21世紀經濟可持續發展的戰略指導下，應該增加節能材料的使用，提高成品使用質量。

參考文獻：

[1]郭清鋼.高揚程電力提灌工程中節能降耗措施的創新研究[J].農業科技與信息，2018（11）：81.82.

[2]張國珍.高揚程電力提灌工程供水期的設備安全運行管理探討[J].甘肅農業，2017（22）：56.57.