孿井灘高揚程引黃灌溉工程是1990年國家水利部批準興建的黃河上游高揚程灌溉生態農業開發項目,工程于1991年破土動工, 1993年水電主體工程基本完成。孿井灘揚黃工程共有1座泵站,設計總揚程238m,凈提水高度208m,其中一、二泵站均為76m,三泵站為46.2m,四泵站為39.8m,各裝SA系列大泵3臺,小泵3臺,總裝機容量20790 KW,其中一、二泵站總裝機容量均為6600 KW (大泵均為1700KW,小泵均為500 KW) ,三泵站為3840KW (大泵均為1000KW,小泵均為280KW) ,四泵站為3750KW(大泵均為1000KW,小泵均為250KW) 。4座泵站中大泵均為2臺同步機, 1臺異步機,小泵均為異步機。

水泵汽蝕產生的原因及部位

       水泵汽蝕產生的原因很多,有些是由一種因素直接形成的,有些是多個因素共同作用的結果:

       ①使用者對水泵的性能參數了解不清或根本不了解,安裝使用不當;

       ②引水條件的改變使泵站進水池水位過低;

       ③水泵與動力裝置不配套,傳動裝置不匹配,轉速過高;

       ④進水池設計不合理,產生了渦流、偏流,進水管浸入水下太淺;

       ⑤進水管路太長,管徑太細,附件太多,拐彎太多,水頭損失太大;

       ⑥水泵進水口堵塞,水流受阻;

       ⑦水源含沙量太大;

       ⑧水泵生產工藝原因,葉輪、泵殼內表面太粗糙,對水流阻力太大。

        根據幾年來水泵檢修和拆換葉輪的實際觀察,水泵泵殼汽蝕磨損,主要在螺旋壓水室中兩邊靠近密封環的一周發生,形成排列方向與水流一致,密集的深度約3～10 mm 的汽蝕穴,鑄鐵表面損失厚度達3 ～5mm,向外逐漸減弱,由較密的深溝槽逐漸變成較疏的淺溝槽,直到泵腔最深處減輕為魚鱗坑狀。在水泵中開面鑄造結構空腔附近,特別是緊靠密封環處,由于間隙汽蝕作用形成高壓腔與低壓腔貫通的溝槽,深3～5mm,寬5～15 mm。泵體隔舌出現汽蝕甚至溝槽。使隔舌端部逐漸變薄縮短,嚴重時縮短60mm左右,葉輪主要是葉片邊緣出現很多汽蝕孔洞,兩側蓋板顯著磨損,葉輪葉片端頭缺斷,葉輪直徑變小,密封環磨損,葉輪與密封環配合的徑向密封面出現環向深槽。

汽蝕的危害

1、影響水泵的容積效率

        磨損后的水泵各構件間隙增大,高壓側水流向低壓室泄漏;水泵隔舌縮短后使泵內一部分水流始終在泵體內作環向運動,而甩不出出水口,導致水泵效率降低;葉輪磨損后,水泵的出水量明顯下降。

2、產生嗓音和振動

        水泵汽蝕磨損后出現蜂窩、麻面、溝槽使水流的阻力系數增大,同時引起水泵的振動,產生噪音,強烈的振動會使機組零件和機房結構遭受破壞。

3、使泵的過流部件受到破壞,影響泵的壽命,增加設備更新維修費用。

        氣泡潰滅時,在強大水錘的頻繁作用下,起初引起金屬表面局部塑性變形與硬化變脆,產生疲勞現象,發生微小裂縫,進而使金屬破裂、剝落。除力學作用外,氣泡潰滅時產生的沖擊波以及水流與金屬材料之間產生的化學和電化學腐蝕作用,都會加速金屬的剝蝕速度。再者當水的含沙量較高時,泥砂在高速水流的帶動下的磨損加劇汽蝕,同時汽蝕又促進磨損。水泵在嚴重的汽蝕狀態下運行時,發生汽蝕的部位開始出現麻點,隨后很快擴大成海綿或蜂窩狀,直至大片剝落而破壞。