Меры профилактики кавитации в центробежных насосах
Sep 25, 2025
В предыдущем разделе мы обсудили причины кавитации в центробежных насосах. Ниже: Аньхой Шэнши Датанг введут меры по предотвращению центробежный насос кавитация.
1. Улучшения в конструкции и материалах
С точки зрения конструкции и материалов для предотвращения или снижения опасности кавитации центробежного насоса можно предпринять следующие меры:
А. Проектирование оптимизации зазоров: Увеличьте зазор между движущимися частями, особенно между рабочим колесом и корпусом насоса, а также между уплотнительным кольцом и валом, чтобы снизить риск заедания из-за теплового расширения. Исследования показывают, что увеличение стандартного зазора на 15–20% может значительно снизить вероятность заедания при кавитации, практически не влияя на КПД насоса.
Б. Выбор и обработка материала:
а. Провести отпускную термическую обработку вала насоса для повышения его твердости и износостойкости, а также снижения деформации и износа при кавитации.
б. Выбирайте материалы с низкими коэффициентами теплового расширения, такие как нержавеющая сталь или специальные сплавы, чтобы свести к минимуму изменения зазоров, вызванные тепловым расширением.
в. Для повышения износостойкости наносите износостойкие покрытия, например, из твёрдых сплавов, или используйте керамические материалы для основных трущихся деталей, таких как уплотнительные кольца.
C. Улучшения системы герметизации:
а. Используйте механические уплотнения, смазка которых не зависит от перекачиваемой среды, например, механические уплотнения с газовой смазкой или двойные механические уплотнения.
б. Настройте внешние системы смазки, обеспечивающие смазку уплотнительных поверхностей даже при кавитации насоса.
в. В качестве уплотнений используйте самосмазывающиеся набивки, например, композитные набивки, содержащие ПТФЭ.
D. Оптимизация системы подшипников:
а. Используйте закрытые самосмазывающиеся подшипники, чтобы уменьшить зависимость от внешнего охлаждения.
б. Добавить независимые системы охлаждения подшипников, чтобы обеспечить поддержание нормальной температуры подшипников даже при кавитации насоса.
в) Выбирайте подшипники и смазочные материалы с более высокой устойчивостью к температурам.
E. Улучшения конструкции полости насоса:
а. Для особых случаев применения предусмотрите место для хранения воды, чтобы насос мог поддерживать минимальный объем жидкости даже при кратковременном дефиците воды.
б. Самовсасывающие насосы обычно проектируются с увеличенным объёмом насосной полости и специальными устройствами для разделения газа и жидкости, что позволяет им лучше справляться с кратковременной кавитацией.
Практика показывает, что разумное проектирование и выбор материалов позволяют снизить риск повреждения при кавитации центробежного насоса более чем на 50%, а также продлить общий срок службы оборудования.
2. Применение систем мониторинга и управления
Современные технологии мониторинга и управления обеспечивают эффективные средства предотвращения кавитации центробежных насосов:
А. Системы обнаружения кавитации:
а. Контроль расхода: установите расходомер на выходе насоса, чтобы автоматически подавать сигнал тревоги или отключать насос, когда расход падает ниже заданного значения.
б. Мониторинг тока: во время кавитации нагрузка на двигатель уменьшается, что приводит к значительному падению тока; кавитацию можно обнаружить, отслеживая изменения тока.
в. Мониторинг давления: резкое падение или увеличение колебаний выходного давления является ключевым показателем кавитации.
г. Мониторинг температуры: аномальное повышение температуры в механических уплотнениях, подшипниках или корпусе насоса может косвенно указывать на состояние кавитации.
Б. Системы контроля уровня жидкости:
а. Установите датчики уровня в резервуарах для воды, отстойниках и других водозаборных сооружениях, чтобы автоматически останавливать насос, когда уровень падает ниже безопасного значения.
б. Для особых случаев установите двухуровневую защиту: сигнализацию низкого уровня и принудительное отключение насоса при очень низком уровне.
в. Используйте бесконтактные уровнемеры (например, ультразвуковые, радарные), чтобы избежать потенциальных проблем с заклиниванием, связанных с традиционными поплавковыми выключателями.
C. Интегрированные интеллектуальные системы управления:
а. Интеграция нескольких параметров (расхода, давления, температуры, уровня) в систему ПЛК или РСУ для более точного определения состояния кавитации посредством логической оценки.
б. Настройте два уровня защиты: предупреждение о кавитации и сигнал тревоги о кавитации. Система может попытаться автоматически скорректировать рабочие условия при появлении предупреждения и принудительно отключить систему при срабатывании тревоги.
в) Использовать экспертные системы или технологии искусственного интеллекта для заблаговременного прогнозирования потенциальных рисков кавитации посредством анализа исторических данных.
D. Удаленный мониторинг и управление:
а. Использовать технологию Интернета вещей для удаленного мониторинга насосных станций, что позволит своевременно выявлять неисправности.
б) Разработка моделей прогнозирования неисправностей для раннего предупреждения о потенциальных рисках кавитации с помощью анализа больших данных.
в) Настройте системы автоматической записи и отчетности для регистрации изменений рабочих параметров, что позволит получить основу для анализа неисправностей.
Данные показывают, что центробежные насосы, оснащённые современными системами мониторинга и управления, подвержены кавитации более чем на 85% реже, чем традиционное оборудование, что значительно снижает затраты на техническое обслуживание. Ценность этих систем особенно очевидна на необслуживаемых насосных станциях.
3. Эксплуатационные процедуры и управление техническим обслуживанием
Научные рабочие процедуры и управление техническим обслуживанием являются важнейшими звеньями в предотвращении центробежный насос кавитация:
А. Предпусковые проверки и подготовка:
а. Убедитесь, что клапаны на всасывающей линии полностью открыты и фильтры не засорены.
б) Проверьте герметичность корпуса насоса и трубопроводов, чтобы убедиться в отсутствии мест утечки воздуха.
в. Перед первым запуском или после длительного простоя убедитесь, что насос полностью заправлен и из него полностью удален воздух.
г. Вручную проверните вал насоса на несколько оборотов, чтобы убедиться, что он вращается легко и без чрезмерного сопротивления.
Б. Правильные процедуры запуска и выключения:
а. Сначала откройте всасывающий клапан, затем нагнетательный клапан, избегая запуска при закрытом нагнетательном клапане.
б. Для больших насосов сначала слегка приоткройте выпускной клапан, а затем полностью откройте его, как только работа стабилизируется.
в. При остановке насоса сначала закройте нагнетательный клапан, затем двигатель и, наконец, всасывающий клапан, чтобы предотвратить обратный поток и гидравлический удар.
г. В регионах с холодной зимой сразу же после выключения насоса слейте жидкость из корпуса, чтобы предотвратить замерзание.
C. Мониторинг и управление во время эксплуатации:
а. Создайте систему операционного журнала для регулярной записи таких параметров, как расход, давление, температура и ток.
б. Внедрить систему обходов для оперативного обнаружения аномального шума, вибрации или утечек.
в. Избегайте длительной работы при низком расходе; при необходимости установите обводную линию минимального расхода.
г. В многонасосных параллельных системах обеспечьте разумное распределение нагрузки между насосами, чтобы избежать перегрузки одного насоса или кавитации.
D. Регулярное техническое обслуживание и осмотр:
а. Регулярно очищайте фильтры всасывающей линии, чтобы предотвратить засорение.
б. Проверьте состояние механических уплотнений или сальниковых уплотнений и немедленно замените изношенные или поврежденные детали.
в. Регулярно проверяйте температуру подшипников и состояние смазки, добавляя или заменяя смазку по мере необходимости.
г. Периодически измеряйте зазоры уплотнительных колец, чтобы убедиться, что они находятся в допустимых пределах.
е. Проверьте чистоту балансировочных труб и отверстий (применимо к многоступенчатым насосам).
E. Обучение и управление персоналом:
а. Обеспечить профессиональную подготовку операторов и обслуживающего персонала для улучшения их способности выявлять и устранять неисправности.
б) Разработать четкие системы ответственности и планы действий в чрезвычайных ситуациях для обеспечения быстрого реагирования в случае возникновения нештатных ситуаций.
в) создать механизмы обмена опытом для оперативного обобщения и распространения опыта устранения неисправностей.
Практика показывает, что продуманные процедуры эксплуатации и управления техническим обслуживанием позволяют сократить незапланированные простои центробежных насосов более чем на 70%, значительно повышая надежность оборудования и срок его службы.
4. Меры реагирования на чрезвычайные ситуации
Несмотря на различные профилактические меры, кавитация в центробежных насосах может возникать при особых обстоятельствах. В таких случаях необходимо принимать экстренные меры для минимизации потерь:
А. Быстрая идентификация и остановка:
а. При обнаружении признаков кавитации, таких как ненормальный шум, повышенная вибрация или внезапное падение давления нагнетания, насос следует немедленно остановить для проверки.
б. Для критически важного оборудования могут быть установлены кнопки аварийной остановки, позволяющие немедленно остановить насос при обнаружении отклонений от нормы.
в) Не запускайте насос повторно, пока не убедитесь и не устраните причину кавитации, чтобы избежать усугубления повреждений.
Б. Меры экстренного охлаждения:
а. Если обнаружено, что корпус насоса перегрет, но серьёзных повреждений ещё не произошло, можно предпринять внешние меры по охлаждению, например, обернуть корпус насоса мокрой тканью или слегка распылить на него воду (следя за тем, чтобы она не попала на электрические компоненты).
б. Не охлаждайте сразу перегретые подшипники холодной водой, чтобы предотвратить повреждение от термического напряжения.
C. Восстановление нормального поступления жидкости:
а. Проверьте и устраните засоры во впускном трубопроводе.
б) При недостаточном уровне жидкости немедленно пополните запас воды или уменьшите высоту установки насоса.
в. Проверить и устранить места утечки воздуха в трубопроводной системе.
D. Специальный мониторинг после перезапуска:
а. При повторном запуске насоса после кавитации обратите особое внимание на герметичность уплотнения, нормальную ли температуру подшипника и находится ли вибрация в допустимых пределах.
б. Возобновляйте нормальную работу только после того, как убедитесь, что все параметры в норме.
в. Рекомендуется временно увеличить частоту инспекционных обходов для обеспечения стабильной работы оборудования.
E. Оценка и ремонт повреждений:
а. Насосы, подвергшиеся сильной кавитации, должны пройти комплексную проверку для оценки степени повреждения.
б. При необходимости замените поврежденные компоненты, такие как механические уплотнения, уплотнительные кольца и подшипники.
в. Осмотрите рабочее колесо и корпус насоса на предмет повреждений, вызванных кавитацией.
Своевременное и эффективное аварийное реагирование позволяет минимизировать потери, вызванные кавитацией. Статистика показывает, что разумные аварийные меры могут сократить время восстановления оборудования более чем на 50% в аварийных ситуациях, а также снизить риск вторичных повреждений.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ
Поддерживается сеть IPv6
