什么是泵气蚀？如何避免气蚀？

泵气蚀（Pump Cavitation） 是泵在运行过程中常见的一种破坏性现象。它不仅会造成设备效率降低、振动加剧和噪音增大，严重时还会导致叶轮等部件损坏、系统瘫痪

一、什么是泵气蚀？

1. 定义

泵气蚀是指泵吸入口附近的液体由于压力过低，局部沸腾产生气泡，随后气泡随液体流入高压区后迅速破裂（塌陷），对泵的金属表面造成冲击和损伤的现象。

2. 形成过程简要说明：

1. 泵吸入口压力下降（通常因安装高度过高或阻力过大）；
2. 当液体局部压力降低到低于该液体的饱和蒸汽压时，液体开始汽化形成气泡；
3. 气泡随液体流入到叶轮出口的高压区；
4. 在高压作用下，气泡剧烈塌陷，瞬间释放出强大的冲击力；
5. 冲击破坏泵体材料，形成气蚀破坏。

二、泵气蚀的典型特征

• 异常噪音：像砂子或石子打击金属的声音；
• 剧烈振动：运行不稳定；
• 扬程/流量下降：泵性能变差；
• 泵壳或叶轮损坏：尤其是吸入口或叶轮前缘出现蜂窝状小坑；
• 系统效率降低。

三、为什么会发生气蚀？（形成原因）

1. 吸入口压力过低：

• 吸入液位太低；
• 管道阻力大（长距离、弯头多、阀门节流）；
• 泵安装位置高于液面（吸上高度过大）；

2. 液体温度过高：

导致饱和蒸汽压升高，更容易发生气化；

3. 选型不当：

泵的**必需汽蚀余量（NPSHr）太高，而系统实际的汽蚀余量（NPSHa）**不足；

四、NPSH：气蚀的关键指标

1. NPSHr（必需汽蚀余量）：

• 泵在设计流量下所需的最小入口压力余量，由泵厂家提供。

2. NPSHa（可用汽蚀余量）：

• 实际工况下，液体在泵吸入口处的压力减去饱和蒸汽压后的值。

3. 气蚀判定原则：

• 若 NPSHa < NPSHr → 一定会发生气蚀。

五、如何有效避免泵气蚀？（预防措施）

✅ 1. 提高吸入口压力（增加 NPSHa）：

• 降低泵的安装高度（尽可能靠近液位）；
• 减少吸入管路的长度与弯头数量，避免不必要的节流；
• 使用大口径、光滑的吸入管道，降低流速减少阻力；
• 保证吸入液位充足，避免“空抽”；
• 保持吸入罐的压力，必要时加压（密封罐）；

✅ 2. 降低液体温度：

• 在高温介质输送时，控制温度不过高；
• 合理设置换热器或冷却系统；

✅ 3. 正确选型：

• 确保选用的泵NPSHr小于系统的NPSHa；
• 若系统NPSHa无法提升，可选择低NPSHr泵型（如双吸泵、多级泵、诱导轮泵）；
• 若输送易汽化液体（如液氨、LNG），需特别关注气蚀设计；

✅ 4. 安装诱导轮（Inducer）：

• 在叶轮前端加装诱导轮，可提升入口压力，减轻气蚀倾向。

✅ 5. 安装气蚀监测系统（工业场景）：

• 在线监测振动与噪音变化，及早预警；
• 结合控制系统做流量、温度、压力调节；

六、气蚀的危害不可忽视！

持续发生气蚀，会导致：

• 叶轮金属疲劳破裂；
• 水力性能恶化；
• 动平衡破坏；
• 设备寿命缩短；
• 整个泵站或工艺系统停产。

七、小结