礦山水泵的汽蝕現象和解決方法

　　在煤礦礦山生產中大量使用水泵排水，水泵工作性能的好壞直接影響著煤礦的安全生產，保證煤礦排水設備尤其是主排水泵狀況的完好和性能的穩定具有重要的意義。礦山水泵的葉輪是水泵將原動機的機械能轉化成水的壓力能和動能的關鍵部件部件。對礦山水泵來講，只要葉輪性能良好就能保證水泵的正常運行。然而長期以來，困擾水泵正常運行的一大難題就是水泵葉輪葉片的損壞問題，生這種破壞的主要原因，往往是葉輪在轉換和傳遞能量過程中發生了汽蝕現象，所有研究泵產生汽蝕的原因以及預防是非常重要的問題。而這也正是設計人員在煤礦排水設備的選型、安裝過程中重點考慮的問題，實際使用過程中真正使煤礦主排水泵葉輪遭到破壞的最主要原因是由于水中的固體顆粒的存在，增大了礦水重度，從而增加了汽蝕發生的可能性和范圍。為此，本文針對煤礦主排水泵的具體情況，就固體顆粒的存在對葉輪破壞的影響進行研究。

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　　1、礦山水泵汽蝕現象產生的機理

　　泵進水口處的絕對壓力減小到當時水溫下的汽蝕壓力時，水發生汽化。溶解在水中的氣體從水中逸出，從而形成許多蒸汽與逸出氣體相混合的小氣泡。這些小氣泡隨水流進高壓區時，汽泡破裂，周圍液體迅速填充原汽泡空穴，由于汽泡破裂時間很短，所以形成高達幾百兆的水力沖擊。汽泡不斷地形成與破裂，巨大的水力沖擊以每秒鐘幾萬次的頻率反復作用在葉輪上，時間長，就會使葉輪的表面還漸因疲勞而剝落;同時，汽泡中還夾雜有一些活潑氣體(如氧氣)，對金屬的光滑層因電解而逐漸變得粗糙。金屬表面粗糙度被破壞后，更加速了機械剝蝕。在機械剝蝕、化學腐蝕和電化學的共同作用下，金屬表面很快出現蜂窩狀的麻點，并逐漸形成空洞而損壞，這種現象稱之為汽蝕。

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　　2、礦山水泵汽蝕解決方法

　　壓力降低是汽蝕發生的條件，水中存在大量的汽泡破裂則是汽蝕發生的內因，在壓力降低的條件下汽泡才會破裂。因此，為改善和減輕煤礦主排水泵葉輪的汽蝕破壞，應從2方面改進。

　　1)設計、制造方面。①改變葉輪形狀的設計，優化葉輪的結構參數，改善汽蝕產生的外部條件;②葉片及其他易受汽蝕破壞的通流部件選用抗汽蝕性能良好的材料③減少吸入管系統壓頭損失∑h、吸入管路系統包括底網、慮水罩、管路、彎頭、收縮短管等，使這些部位的安裝設計合理，損失盡量減少，也是減小泵氣蝕現象的重要途徑④減少泵本身必須的氣蝕余年，為此，可適當加大手級葉輪吸入口直徑，或者把手級葉輪葉片進口安裝角適當選大些，還可采用雙吸式葉輪結果。

　　2)使用方面。①在礦井安全允許的情況下，盡量減小泵的吸上高度，實行高水位排水。這樣使泵運行中的有效氣蝕余量更大些。一般情況下安裝高度在2~3.5m時，減少泵由于氣蝕而破壞的效果較顯著。②減小被排礦井水的密度，含煤粉和泥沙的礦井水，起密度比純水密度大，為了減小礦水密度以減少泵的氣蝕，應在礦井排水之前做沉淀處理，減小水流進泵吸入口袋平均流