东莞南方水泵丨变频给水泵小流量并联运行发生汽蚀的分析

吉林省某电厂由于以热定电的负荷特点，使机组经常在偏离额定工况较多的情况下运行，并且采暖期负荷调节频繁。由于给水泵的扬程(7.99 MPa)远大于汽包的压力（5.83MPa)，原调节方式为电动调节阀节流调节。

针对这种情况该厂母管制给水系统进行了变频改造，采取变频调节方式。该厂共4台DG85-80*10多级离心给水泵（其中一台备用），1-3号给水泵工频运行，4号给水泵变频运行。进行变频改造后节能效果明显，但是运行一段时间之后发现变频泵运行时有振动现象并伴有较大噪音。初步判断泵发生了汽蚀，检修时发现变频泵叶轮及导叶损坏严重，确实发生了汽蚀。针对上述情况本文采用CFD软件Fluent对东莞南方水泵内流场进行研究。采用变频调节时，节流阀开度随频率的降低逐渐增大,母管压力逐渐降低，工频泵的流量将逐步增加，母管总流量保持不变，变频泵的转速、流量和扬程随频率减小都将下降；当频率降低到一定程度，变频泵的扬程小于工频泵时，变频泵的流量将会降为零。而此过程中当水泵流量小于最小允许流量时，叶轮仍以交高转速旋转，这种情况下水泵极易发生汽蚀。汽蚀会使水泵的各项参数下降，能耗增加，更严重的是会损坏水泵，

选取给水泵的首级为研究对象，将实体模型另存为.stp格式导入Fluent前处理器Gamhit对模型进行处理，为减少边界条件对计算结果的影响，对广东南方水泵的首级的进出口计算区域进行了延伸，采用四面体非结构化网格对模型进行网格划分，合计网格数量2189 579.

南方水泵厂扬程之比与水泵几何尺寸比的平方成正比，与转速比的平方成正比，与流动效率的一次方成正 比。因此，变频泵在不同频率运行时其扬程只与转速有关。当变频的转速随频率而下降时，扬程降低，同时母管调节阀逐渐打开，导致母管压力降低，工频泵流量增加，由于锅炉负荷不变,变频泵则减小相应的流量。当流量降低到水泵的最小允许流量，这时水泵运行极易发生汽蚀。当频率下降到某一值时变频泵的扬程小于母管压力时便不再有流量输出，此时水泵只消耗功率而不输出流量。

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