Cómo resolver el fenómeno de la cavitación en la bomba de aguas residuales

La cavitación es un factor importante que afecta el rendimiento del sistema de la bomba. Sus condiciones de activación incluyen principalmente temperatura excesiva del líquido, presión insuficiente de entrada y caudal excesivo. Cuando la presión de entrada de la bomba es menor que la presión de vapor saturada del líquido, el gas disuelto en el líquido precipitará para formar burbujas. A medida que el líquido fluye hacia el área de alta presión, estas burbujas estallarán y generarán ondas instantáneas de choque de alta presión. Los estudios han demostrado que la energía liberada por una sola burbuja cuando estalla puede alcanzar 10^5 Pa. Este impacto de alta frecuencia puede causar corrosión de panal en la superficie del impulsor. En casos severos, la superficie del metal mostrará el desprendimiento de esponja.

El daño de la cavitación a bombas de aguas residuales se refleja principalmente en tres aspectos: primero, el rendimiento de la bomba disminuirá significativamente, lo que se manifiesta como una disminución en el flujo, la cabeza y la eficiencia; En segundo lugar, la estructura estará dañada y la vida útil del impulsor puede acortarse a menos de un tercio del valor normal; Finalmente, el riesgo operativo aumenta, y la vibración severa puede causar el apagado del equipo e incluso causar ruptura de la tubería. Según las estadísticas de una estación de bombeo municipal, el costo del reemplazo del impulsor causado por la cavitación representa el 40% del costo de mantenimiento anual, y la pérdida económica causada por el cierre puede ser tan alta como 5,000 yuanes por hora.

Para lidiar efectivamente con la cavitación, es necesario resolverla de múltiples rutas técnicas.
Optimización de la estructura del cuerpo de la bomba
La optimización de la estructura del cuerpo de la bomba es la clave para mejorar el rendimiento anticavitación. Al mejorar el diseño del impulsor, el uso de un impulsor de doble secuencia puede aumentar significativamente la sección transversal de entrada y reducir la velocidad del flujo de entrada, reduciendo así la formación de áreas locales de baja presión. En un determinado caso de ingeniería, el impulsor de doble presentación aumentó el margen de cavitación en 1,2 metros y extendió la vida operativa a 8,000 horas. Además, extender el borde de entrada de la cuchilla a la entrada del impulsor permite que el flujo de líquido reciba el trabajo por adelantado, aumentando así la presión de entrada en 0.5 a 1.0 bar.
La aplicación de la tecnología del inductor frontal puede aumentar la presión del flujo de líquido en un 15% a 20% antes de ingresar al impulsor principal agregando un dispositivo de prepresión. Después de adoptar esta tecnología, el margen de cavitación efectivo (NPSHA) de una bomba de aguas residuales industriales aumentó de 2.5 metros a 3.8 metros, y el riesgo de cavitación se eliminó por completo. Al mismo tiempo, optimizar el radio de curvatura de la sección de entrada del impulsor puede reducir el grado de aceleración rápida y reducción de presión del flujo de líquido, reduciendo así el gradiente de velocidad de flujo y la probabilidad de generación de burbujas.
Regulación de parámetros de operación
Regular los parámetros de operación de la bomba es un medio efectivo para aumentar la NPSHA. Bajar la altura de la instalación de la bomba puede aumentar directamente la NPSHA. Por cada reducción de 1 metro en la altura de la instalación, NPSHA puede aumentar en 0.1 bar. Después de que una estación de bomba redujo la altura de instalación de 5 metros a 3 metros, el fenómeno de cavitación desapareció por completo. Además, la reducción de la resistencia de la tubería también es la clave. La pérdida de succión puede reducirse efectivamente acortando la longitud de la tubería, reduciendo el número de codos y aumentando el diámetro de la tubería. Los experimentos muestran que por cada reducción del codo de 90 grados, NPSHA se puede aumentar en 0.05 bar.
El control de la temperatura del líquido también es una medida importante para prevenir la cavitación. Cuando la temperatura del medio de transmisión excede los 40 ° C, la presión de vapor saturada aumenta significativamente. Una planta de tratamiento de aguas residuales instaló un dispositivo de enfriamiento para reducir la temperatura media de 45 ° C a 35 ° C, lo que redujo NPSHR en 0.8 metros. Además, evitar la operación a largo plazo a un alto flujo también puede reducir efectivamente las pérdidas de flujo, reduciendo así el riesgo de cavitación.
Actualización de material y proceso
Elegir materiales contra la cavación es una forma efectiva de aumentar la vida del impulsor. La dureza de la aleación de cromo alta (CR26) puede alcanzar HRC60 o más, y su resistencia a la cavitación es tres veces mayor que la del hierro fundido ordinario. Después de una estación de bomba reemplazó su impulsor con una aleación de cromo alta, el número de reemplazos anuales cayeron de 6 a 1. Además, a través de la tecnología de recubrimiento de superficie, rociando el recubrimiento de carburo de tungsteno en la superficie del impulsor puede formar una capa protectora de 0.2 mm, que mejora significativamente la resistencia al impacto burbuje.