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船用離心泵自吸高度的發展

作者： 浦盛船舶 日期： 2019-08-13 10:21

隨著船舶噸位的加大，其建造尺度自然會隨之加大，某些安裝于甲板上或水線以上的船用泵的幾何安裝高度也會增高，吸入管路也相應加長。這樣一來，就自然會在泵的吸入高度上產生問題。比如，安裝于3000t和5000t油輪上的離心貨油泵和船用通用泵等，其吸入管路一般不超過50m，而裝于萬噸級以上油輪中的泵，其吸入管路可能超過60m以上。這樣，吸入性能較差的泵就不能裝在大船上。因此，改進泵的吸入性能就成為設計大型船用泵時的一項重要任務。

目前在相當多的大型油輪上，一般都采用深井油泵或潛油泵來解決大型油艙的輸油問題。但是，這些泵的容量是會受到一定限制的。如果能解決吸入問題而使泵裝在油艙上面的甲板上，那么貨油泵的流量就可以大大提高。船用冷凝水泵的吸入性能在所有的船用泵中可能是最高的。由于冷凝水泵所輸送的液體是冷凝器中接近沸騰狀態的冷凝水，因而它的壓力近似等于該溫度下的飽和蒸汽壓。如果在從冷凝器至冷凝水泵的吸入口間的管路中因為摩擦損失和局部阻力損失而使冷凝水的壓力降至飽和蒸汽壓以下，在泵內就會產生汽蝕。為此應該使冷凝器中冷凝水液面相對于冷凝水泵吸入口中心線有一定的幾何高度，以能夠獲得足夠的壓力裕量去克服從冷凝器至泵吸入口之間的管路阻力。即便如此，船用冷凝水泵還是經常處于汽蝕區內運行。由于船舶蒸汽動力裝置安裝條件的特殊性，船用冷凝水泵的吸入高度一般都要超過陸用電站中同類泵的吸入高度。

目前，船用冷凝水泵的吸入高度一般均超過90m(相當于灌注高度低于10m)，甚至達到94m或更高(灌注高度等于或低于600mm)。這樣一來，對于大多數冷凝泵來說，就相當于要求它們的汽蝕比轉速C值在1000~3000的范圍內。其次，對船用鍋爐給水泵吸入性能的要求也是很高的，常常會因此而影響泵機組本身甚至動力裝置的順利設計。

一般說來，提高船用泵的吸入高度和提高泵的轉速常常是矛盾的，只有正確地進行結構設計或者采用具有高汽蝕性能的模型泵等，才能使這一對矛盾得到合理的解決，即使泵獲得高轉速而又不產生汽蝕。具體說來，就是在進行離心泵設計的時候，除了應該準確地計算泵的汽蝕性能之外，還可以采用一些結構措施和工藝措施來提高其汽蝕性能。

在這一方面，通常所采用的方法有：

1. 在離心泵進水管內裝置射流泵(又稱噴射泵)或組成射流離心泵機組，以提高離心泵的吸入性能；

2. 將整個機組分為主泵和前置增壓泵，具有低轉速的前置泵為具高轉速的主泵提供足夠的吸入壓力；

3. 采用良好的靜密封和動密封結構，以提高吸入管路的密封性并防止從旋轉動密封處吸入空氣；

4. 消除或減輕離心泵機組運行時的機械振動和流體振動，排除外界振動的干擾；

5. 正確地設計離心泵的吸入接管(吸入室)和吸入管路，以消除回流區和減少液體流動的阻力損失；

6. 合理地選擇葉輪的設計參數、幾何形狀和尺寸比例，以提高其汽蝕性能；

7. 在離心葉輪進口前加置軸流式誘導輪，以提高泵的汽蝕性能；

8. 其它。

總之，提高船用離心泵的吸入高度，不僅給泵機組本身，而且給其所服務的裝置或系統都會帶來好處。目前在這方面的科學研究工作是十分活躍的，成績也是比較明顯的。有關軸流式誘導輪設計理論和計算方法方面的文章，在各種期刊雜志上時有刊載。在國內，等螺距葉珊的軸流式誘導輪已成功地應用與船用鍋爐給水泵和冷凝水泵結構中。

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