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船用离心泵自吸高度的发展

作者： 浦盛船舶 日期： 2019-08-13 10:21

随着船舶吨位的加大，其建造尺度自然会随之加大，某些安装于甲板上或水线以上的船用泵的几何安装高度也会增高，吸入管路也相应加长。这样一来，就自然会在泵的吸入高度上产生问题。比如，安装于3000t和5000t油轮上的离心货油泵和船用通用泵等，其吸入管路一般不超过50m，而装于万吨级以上油轮中的泵，其吸入管路可能超过60m以上。这样，吸入性能较差的泵就不能装在大船上。因此，改进泵的吸入性能就成为设计大型船用泵时的一项重要任务。

目前在相当多的大型油轮上，一般都采用深井油泵或潜油泵来解决大型油舱的输油问题。但是，这些泵的容量是会受到一定限制的。如果能解决吸入问题而使泵装在油舱上面的甲板上，那么货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。由于冷凝水泵所输送的液体是冷凝器中接近沸腾状态的冷凝水，因而它的压力近似等于该温度下的饱和蒸汽压。如果在从冷凝器至冷凝水泵的吸入口间的管路中因为摩擦损失和局部阻力损失而使冷凝水的压力降至饱和蒸汽压以下，在泵内就会产生汽蚀。为此应该使冷凝器中冷凝水液面相对于冷凝水泵吸入口中心线有一定的几何高度，以能够获得足够的压力裕量去克服从冷凝器至泵吸入口之间的管路阻力。即便如此，船用冷凝水泵还是经常处于汽蚀区内运行。由于船舶蒸汽动力装置安装条件的特殊性，船用冷凝水泵的吸入高度一般都要超过陆用电站中同类泵的吸入高度。

目前，船用冷凝水泵的吸入高度一般均超过90m(相当于灌注高度低于10m)，甚至达到94m或更高(灌注高度等于或低于600mm)。这样一来，对于大多数冷凝泵来说，就相当于要求它们的汽蚀比转速C值在1000~3000的范围内。其次，对船用锅炉给水泵吸入性能的要求也是很高的，常常会因此而影响泵机组本身甚至动力装置的顺利设计。

一般说来，提高船用泵的吸入高度和提高泵的转速常常是矛盾的，只有正确地进行结构设计或者采用具有高汽蚀性能的模型泵等，才能使这一对矛盾得到合理的解决，即使泵获得高转速而又不产生汽蚀。具体说来，就是在进行离心泵设计的时候，除了应该准确地计算泵的汽蚀性能之外，还可以采用一些结构措施和工艺措施来提高其汽蚀性能。

在这一方面，通常所采用的方法有：

1. 在离心泵进水管内装置射流泵(又称喷射泵)或组成射流离心泵机组，以提高离心泵的吸入性能；

2. 将整个机组分为主泵和前置增压泵，具有低转速的前置泵为具高转速的主泵提供足够的吸入压力；

3. 采用良好的静密封和动密封结构，以提高吸入管路的密封性并防止从旋转动密封处吸入空气；

4. 消除或减轻离心泵机组运行时的机械振动和流体振动，排除外界振动的干扰；

5. 正确地设计离心泵的吸入接管(吸入室)和吸入管路，以消除回流区和减少液体流动的阻力损失；

6. 合理地选择叶轮的设计参数、几何形状和尺寸比例，以提高其汽蚀性能；

7. 在离心叶轮进口前加置轴流式诱导轮，以提高泵的汽蚀性能；

8. 其它。

总之，提高船用离心泵的吸入高度，不仅给泵机组本身，而且给其所服务的装置或系统都会带来好处。目前在这方面的科学研究工作是十分活跃的，成绩也是比较明显的。有关轴流式诱导轮设计理论和计算方法方面的文章，在各种期刊杂志上时有刊载。在国内，等螺距叶珊的轴流式诱导轮已成功地应用与船用锅炉给水泵和冷凝水泵结构中。

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