压载泵压力表全损...三管排水犯了愁...二管出了个"馊主意"...
离心泵作为叶轮泵,在实际生活中是应用最广泛的泵之一,在实际应用中稳定高效,实际管理者及使用者在平时的使用与管理中常忽略其脆弱的一面,今天就让咱们聊一聊离心泵的那些事。
先分享一个小故事
某年,笔者与船上的三管同时上船。当时也是刚刚接班上船不久,船上的有些部件由于种种原因没有得到及时的保养,比如该轮压载泵的进出口压力表都out of service,还没有备件更换。
有一次在港需要排水,某底柜排水到后期需要稍微开一些引水(就是海水),以防吸空(跑船的人应该都明白这个道理),但由于压载泵的进出口压力表都不好用,没有参照怎么办?引水阀开多少合适?开的多了,则排水就会很慢,反过来如果开的太小则可能对泵又非常不利,造成损坏。

这时候笔者就给四轨出了一个馊主意。先把泵停掉,关掉底柜排水阀(出口阀)。然后全开压载泵进出口阀(这时候正常你应该能听到泵此时会有一些振动)。大约30s慢慢关出口阀,直到听不到泵在震动然后再稍微关一点出口阀。接着关进口阀(就是海水引水),直到再次听到泵震动同样也稍微再关一点进口阀。此时就可以打开低柜的排水阀开始排水了。
关于这个馊主意,要想搞清它的来路,我们们必须要搞清一些离心泵的基本知识。
1.离心泵叶轮(impeller)的重新认识
我们在实际工作中见过最多的便是后弯闭式叶轮,关于开式、半开式所见甚少。近日有幸保养淡水压力水柜的给水泵见一别样叶轮,引起我对叶轮多样的好奇。


课本红色标注出的内容部分便是上图实物中的二级叶轮的相关知识,通过课本的相关知识我们可以得出这是一个半开式径向叶轮,其工作特点是扬程与流量的改变无关。换句话说,由于此泵是用于压力水柜的给水泵,当压力水柜的压力改变时;作为径向叶片二级叶轮,该泵输出的流量是恒定的。为加深对叶轮的印象,我特意到网上搜索了几张闭式,半开式及开式叶轮的实物图供大家欣赏。


小结:由一次维护保养泵让我有了再次翻开课本一探究竟的冲动。通过对离心泵叶轮的再认识,让我们对叶轮的理论与实际相结合有了新的认识。有了更高的理论结合,以便于在解决以后的实际问题有了强有力的理论保障。
2.关于离心泵的气蚀问题

上图为某轮的离心泵叶轮,看看腐蚀成啥样了!
离心泵在实际管理中,最主要的便是离心泵的汽蚀问题。当年的相关知识也许已经生疏。让我们再次翻开课本进行认知,首先认识气穴现象。

由于有了气穴现象,然后才会因为液体压力的进一步降低(低于饱和蒸汽压力)而出现气泡,噪音和震动。

之后才是我们要说的汽蚀。

为了防止汽蚀现象的发生,我们便要引入汽蚀余量这个概念。汽蚀余量又分为有效汽蚀余量和必须汽蚀余量。

有效汽蚀余量的定义及计算方法如下图文章所述。不过要注意的是Ps吸入口的绝对压力,即通过泵的进口压力表看到的压力需+1来修正。(鉴于有效汽蚀余量计算理论性太强,在实际应用中不具备具体的指导建议,在此不再探讨有效汽蚀余量的具体计算问题。)

必须汽蚀余量则是通过实验得出的,我们平时可以在说明书或者泵的铭牌上获得。

比如我船某国产泵给的必须汽蚀余量(NPSHr)是2m,如下图:

通过上图得到的这些数据,在实际应用中有什么样的用途呢?

在课本的这句话中,给出了具体的指导建议,那就是要求(两者差值0.5m),比如我船这台国产离心泵,给出的必须汽蚀余量是2m,则按照课本的要求应该是110%为2.2m或者2.5m(两者取其大者)。到这里是不是还有些迷惑?在实际中该怎么用这个数值。在有效汽蚀余量定义那一段,我们知道Ps吸入口的绝对压力,即通过泵的进口压力表看到的压力需+1来修正。比如说现在看到的该泵进口压力表压力为1kg/cm2,则我们就说此时的PS值为20m。怎么得到的这个数据呢?根据上文所述,泵的进口压力表看到的压力需+1来修正,则此时的绝对压力为2.01kg/cm2,一个大气压为1.01kg/cm2,此时对应的水柱高度为10m;在绝对压力看来,此时对应的水柱高度为20m。换算到压力表,为达到防止汽蚀的要求则压力为-0.75kg/cm2(即压力表不应该大于真空度75%)。细心的读者是不是还观察到我轮那台离心泵铭牌中还标注了另一个参数---扬程45m,换算成压力表则为4.5kg/cm2 ,也就是说这是在出口压力为4.5kg/cm2的前提下来阐述的。当出口压力低于此值,进口管路由于流速增加,是需要相应增大进口的压力来防止气穴的发生,反之同理。
上面的理论介绍的差不多了,回过头我们再去看看文章开头二管给三管出的馊主意有何理论支持,先来看看课本的描述。

通过课本的这一段描述,我们可以得知,当泵运行在不稳定汽蚀状态时,会产生噪音和震动。笔者说这是一个馊主意也就在于此,毕竟此时的工作部件容易受到破坏。为什么压载泵全开进出口阀时,泵也是震动的?这就是因为船舶在管路设计时是考虑到两台泵同时运行还有富有量的情况下。所以仅仅开一台泵,泵此时会有震动发生。当时查看该泵的必须汽蚀余量(NPSHr)是5m,所以当关闭进口阀,压载泵再次出现震动的时候,泵此时进口的真空度大约为50%。这样再开低柜排水阀就可以排水了。不过在此也提醒实际的操作者,在实际应用压载泵或GS泵时,全开进出口阀长时间用泵是不正确的。在起来泵之后应该稍微关一些出口阀,直到泵听不到震动同时也可以观察压力表一般为3kg/cm2左右(具体数值请参看说明书或者名牌的扬程)。
篇后语:
由于笔者对平时保养泵时而产生的那些疑惑通过自己的努力找到了相关的答案,加上平时管理泵一些浅显经验,在此分享给大家。希望此文能为大家带来一些帮助,特别是初入轮机这一行业的人员。文章到此结束,在此以一位伟人的名言来勉励大家共同进步。
要是人成为真正有教养的人,必须具备三个品质:渊博的知识、思维的喜感和高尚的情操。知识不多就是愚昧;不习惯于思维,就是粗鲁或蠢笨;没有高尚的情操就是卑俗。-----车尔尼雪夫斯基
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