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離心泵氣鎖產生的原因、避免措施及其與汽蝕的區別
點擊次數：249 發布時間：2025-3-7
離心泵廣泛應用于各種行業，是一種非常高效的液體輸送設備。然而，在其運行過程中，氣鎖問題常常導致泵的性能下降甚至無法正常運轉。氣鎖的產生與流體動力學和設備結構密切相關，其與另一種常見現象 - 汽蝕有一定的相似性，但二者的成因和影響機制存在顯著差異。本文旨在系統探討離心泵氣鎖的產生原因、避免措施，并詳細分析其與汽蝕的不同之處。通過查閱相關國外文獻，本文將為工程設計和離心泵運行維護提供理論依據和實踐指導。
離心泵作為流體輸送的重要設備，其高效、可靠運行對工業生產的穩定性至關重要。然而，氣鎖現象常常導致泵的性能下降甚至無法正常啟動。氣鎖是一種由氣體聚集在泵內局部區域引起的流體動力學問題，通常表現為流體流動中斷、泵送能力喪失等。盡管氣鎖現象在實際應用中較為常見，但常常被誤認為是汽蝕現象。為了更好地理解和解決這一問題，本文將系統分析氣鎖的產生原因及其與汽蝕的本質區別，并提出有效的預防措施。
離心泵氣鎖產生的原因:
氣鎖現象是由于泵腔內氣體積聚，阻礙液體正常流動而導致的。其產生的原因主要包括以下幾個方面：
2.1 泵內氣體未排除
在離心泵啟動前，泵體內可能殘留一定量的氣體。如果啟動時未能排除這些氣體，它們會聚集在泵體的高點或葉輪附近，形成氣鎖。這種情況在初次啟動或停機后重新啟動時尤為常見。
2.2 吸入管路設計不合理
吸入管路的設計對氣鎖的產生有重要影響。如果吸入管路中存在高點，氣體容易在高點聚集，進而進入泵腔內。此外，管路過長或管徑過小會導致液體流速降低，氣體更容易析出并聚集。
2.3 液體中溶解氣體析出
當泵內局部壓力降低到液體的溶解氣體析出壓力以下時，溶解氣體會以氣泡的形式析出。這些氣泡可能在泵內聚集，最終形成氣鎖。
2.4 運行操作不當
不當的操作方式也可能導致氣鎖。例如，在啟動泵之前未進行充分的灌泵操作，或者在泵運行中突然關閉吸入閥門，都可能導致氣體進入泵內并形成氣鎖。
2.5 泵的安裝高度過高
如果泵的安裝高度超過吸入管路的允許吸上高度，吸入負壓可能導致氣體析出并聚集，從而產生氣鎖。
避免氣鎖的措施:
為了有效避免氣鎖現象的發生，可以采取以下措施：
3.1 合理設計吸入管路
吸入管路的設計應盡量避免高點的存在，同時應確保管路短直且直徑足夠大，以減少流速降低氣體析出的可能性。
3.2 充分進行排氣
在泵啟動前，應通過排氣閥排除泵體內的氣體，確保泵內充滿液體。此外，在泵運行過程中，應定期檢查并排除可能積聚的氣體。
3.3 控制泵的安裝高度
泵的安裝高度應在允許吸上高度范圍之內，以避免吸入負壓過大導致氣體析出。
3.4 改善運行操作
操作人員應嚴格按照操作規程進行泵的啟動和運行。例如，在啟動前確保吸入閥門打開，并避免突然關閉吸入閥門等操作。
3.5 使用防氣鎖裝置
在某些關鍵場合，可以在泵的高點安裝自動排氣閥或其它防氣鎖裝置，以自動排除泵內氣體，防止氣鎖的發生。
氣鎖與汽蝕的區別:
盡管氣鎖與汽蝕在表現形式上有一定相似性，但二者的成因和影響機制存在顯著差異。
4.1 成因不同
氣鎖是由于氣體聚集在泵內局部區域，阻礙液體流動而引起的。而汽蝕則是由于泵內局部壓力降低到液體蒸汽壓力以下，液體發生汽化形成氣泡，氣泡在高壓區破裂時釋放能量導致設備損壞。
4.2 影響區域不同
氣鎖通常發生在泵腔的高點或葉輪附近，主要影響液體流動。而汽蝕主要發生在葉輪進口或其它低壓區域，其破壞性主要體現在氣泡破裂對設備表面的沖擊和侵蝕。
4.3 表現形式不同
氣鎖的主要表現是泵的流量下降或喪失泵送能力，而汽蝕除了可能會引起泵的性能下降外，還表現為泵內噪聲增大、振動增強，同時伴隨葉輪葉片表面的侵蝕和磨損。
4.4 處理方法不同
氣鎖的處理方法主要是排除泵內氣體，例如通過排氣閥排氣。而汽蝕的處理則需要提高泵的吸入壓力，例如降低泵的安裝高度、降低泵的轉速、增加一只誘導輪或設置一臺增壓泵。
離心泵氣鎖現象的產生與泵內氣體的積聚密切相關，其成因包括泵腔內氣體未排除、吸入管路設計不合理、液體中溶解氣體析出等。通過合理設計吸入管路、充分排氣、控制泵的安裝高度等措施，可以有效避免氣鎖的發生。盡管氣鎖與汽蝕在表現形式上有一定的相似性，但二者的成因和影響機制顯著不同。正確區分氣鎖和汽蝕，并采取針對性的預防和處理措施，對于確保離心泵的可靠運行具有重要意義。