我廠Ⅱ硝鍋爐給水泵是向鍋爐給水預(yù)熱器（以下簡稱E107）提供100℃的脫氧水，E107則利用299℃的NO_x尾氣余熱將脫氧水加熱到215℃，其中水經(jīng)殼程，尾氣經(jīng)管程。E107是從美國引進的設(shè)備，屬固定管板式列管換熱器。由于溫差帶來的影響，設(shè)備的列管經(jīng)常泄漏，為避免設(shè)備的損壞，只有提高水壓才能提高飽和水蒸汽的溫度，從而減小溫差。于是泵的出口壓力由原來的1.5MPa提高到2.0 MPa以上。為防止出口壓力超過設(shè)備的設(shè)計壓力2.5MPa，采用泵的出口調(diào)節(jié)閥來控制。但該閥門使用不到半年就發(fā)生閥體泄漏，造成臨時停車事故，并且連續(xù)使用三個相同型號的閥門均發(fā)生類似泄漏。如果該問題得不到徹底解決，將嚴重影響裝置的**、穩(wěn)定運行，并且造成不必要的損失。

      1泄漏原因

     該調(diào)節(jié)閥型號為J41H-25DN40，閥體為碳鋼材質(zhì)，鑄造而成，適用于油、水、蒸汽介質(zhì)。閥門在使用前均經(jīng)過密封試驗，強度試驗，壓力分別為2.8MPa、3.8MPa，情況良好。因前兩個同型號閥門的殼體出現(xiàn)沙眼而發(fā)生泄漏，認為是閥門質(zhì)量問題而忽略問題的本質(zhì)。但第三個同類型閥用在同樣位置時，半年后又發(fā)生殼體泄漏，經(jīng)解體發(fā)現(xiàn)出口端閥口約1cm高的周圍一圈殼體已成“熔渣”狀，從閥門外面看沙眼正好在熔渣處，根據(jù)現(xiàn)狀分析是汽蝕現(xiàn)象的因素。

      2發(fā)生汽蝕現(xiàn)象的原因

     根據(jù)閥門泄漏情況，結(jié)合閥門的型式、材質(zhì)、操作等原因加以分析，找出閥門發(fā)生汽蝕現(xiàn)象的根本所在。

      2.1汽蝕的形成過程

     在調(diào)節(jié)閥中，因為液體通過節(jié)流孔的節(jié)流面積時，速度增加，產(chǎn)生了速度頭和壓力頭之間的能量轉(zhuǎn)換，這種能量的轉(zhuǎn)換引起壓力降，如果速度增加一定值，收縮區(qū)（液流的*小截面點）的壓力會降低到液體的蒸發(fā)壓力，這時液流中就產(chǎn)生了蒸汽泡。在收縮區(qū)的出口，液流速度降低。壓力升高，如果出口壓力大于蒸發(fā)壓力，汽泡就會破裂，伴隨而來產(chǎn)生沖擊波，這種沖擊渡相當(dāng)于微小的錘子作用在金屬表面上。沖擊波反復(fù)作用下，導(dǎo)致表面疲勞撕裂下金屬小塊，于是在金屬表面就形成“熔渣”狀。這是因為汽泡的尺寸極微小（約μs），沖擊力集中作用在與汽泡接觸的零件微小表面積上，其應(yīng)力可達數(shù)百個大氣壓，沖擊頻率高達2500次/秒。此外，水擊液體的沖擊能量瞬時轉(zhuǎn)化為熱能，使水擊局部點溫度升高到幾千攝氏度，導(dǎo)致材料的機械強度明顯降低。從汽蝕的形成來看，對金屬破壞非常明顯。

      2.2引起汽蝕的因素

      2.2.1△P是汽蝕的關(guān)鍵問題

     △P是調(diào)節(jié)閥的節(jié)流壓降，直接關(guān)系到調(diào)節(jié)閥是否產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象及汽蝕的嚴重程度。這是因為截止閥開度越小，截流效果越明顯，產(chǎn)生的△P就越大，收縮區(qū)的脫氧水壓力越容易低于其飽和蒸汽壓。我廠現(xiàn)場的調(diào)節(jié)閥長期處于微開狀態(tài)，結(jié)果導(dǎo)致汽蝕產(chǎn)生，其程度隨△P的增大而增大。另外，閥門開度越大，△P→0：或閥門全關(guān)狀態(tài)，這些情況使得脫氧水在收縮區(qū)不能形成能量交換，也就不會形成汽蝕現(xiàn)象。所以．控制好△P就能有效的防止汽蝕產(chǎn)生。

      2.2.2閥門型式影響汽蝕程度

     調(diào)節(jié)閥的型式將影響它對汽蝕的相對敏感性。其型式分為低復(fù)原閥門（普通截止閥）和高復(fù)原閥門（角式閥，蝶閥，球閥）。截止閥通道的幾何形狀復(fù)雜，流體經(jīng)過流道時，存在旋渦流與湍流，會產(chǎn)生很大的流體阻力，因此在閥后進口壓力不會恢復(fù)很多。但是，球閥的結(jié)構(gòu)決定流體阻力不大，在閥后進口壓力恢復(fù)很多。相比之下，兩種閥門在進口壓力相同時，低復(fù)原閥門的壓力降將大于高復(fù)原閥門，使得低復(fù)原閥門更容易產(chǎn)生汽蝕。

     而我廠正好采用的低復(fù)原閥門作為鍋爐給水泵調(diào)節(jié)閥，這樣就容易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。

      2.2.3閥門的材質(zhì)影響抗汽蝕破壞能力

     一般說來，抗汽蝕破壞*好材料的特點是：堅實和均勻的細晶粒結(jié)構(gòu)，變形能大，抗拉強度和硬度均高，加工硬化性能好，疲勞極限和抗腐蝕疲勞極限高等綜合性能好。另外，金屬的微觀結(jié)構(gòu)也會影響它的抗汽蝕破壞能力，特別在汽蝕破壞的早期，表面的性質(zhì)是關(guān)鍵因素，晶粒粗細決定鑄造表面的粗糙度。在相同汽蝕狀態(tài)下，晶粒細小的調(diào)節(jié)閥比晶粒粗大的調(diào)節(jié)閥抗破壞能力要強些。我廠使用的是鑄鋼調(diào)節(jié)閥，內(nèi)表面比較粗糙，在汽蝕破壞的早期，殼體受到?jīng)_擊，表面容易撕裂下金屬小塊。造成閥門使用不到半年就發(fā)生殼體泄漏現(xiàn)象。

     總的來講，我廠鍋爐給水泵出口調(diào)節(jié)閥發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，造成殼體泄漏而被迫停車，是由于操作中閥門開度太小．使得△P過大，這是產(chǎn)生汽蝕的主要原因。其次，閥門的選型和選材上不理想，使得閥門抗汽蝕能力差，直接表現(xiàn)為閥門的使用壽命短。

      3防范措施

     針對汽蝕現(xiàn)象和機理分析，生產(chǎn)中鍋爐給水泵出口調(diào)節(jié)閥的使用和選型應(yīng)遵循以下原則：

     1）從△P方面著手進行，在開泵初期用調(diào)節(jié)閥來控制壓力波動，調(diào)節(jié)過程中，通過泵入口閥的調(diào)節(jié)，逐漸將調(diào)節(jié)閥全關(guān)，并維持泵的出口壓力在2.0~2.3MPa范圍內(nèi)，從而避免閥門微開狀態(tài)，造成汽蝕破壞。
      2）糾正以前選型存在不合理的地方，比較低復(fù)原閥門和高復(fù)原閥門，無論從經(jīng)濟性和適用性來看，高復(fù)原閥門（這里指球閥）都是優(yōu)選，這樣從結(jié)構(gòu)上減小汽蝕發(fā)生。
     3）調(diào)節(jié)閥材質(zhì)的好壞將直接影響閥門的使用周期及抗汽蝕破壞的時間。一般來說，不銹鋼的綜合性能比較好；鈷鉻鎢硬質(zhì)臺金有杰出的抗汽蝕性能，但它的加工性能較差（由于硬度較高）而且成本也高，因此，在很多場臺不能廣泛使用。結(jié)臺我廠實際情況，采用普通不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）代替鑄鋼材質(zhì)，將延長閥門的使用壽命。

      4 結(jié)束語

     我廠針對鍋爐給水泵出口調(diào)節(jié)閥發(fā)生汽蝕現(xiàn)象的原因和機理進行認真分析和總結(jié)，結(jié)合我廠實際，調(diào)整操作和選用不銹鋼閥門來避免汽蝕破壞。從半年生產(chǎn)情況來看，效果非常明顯，液流在閥門處的噪聲顯著減小，證明汽蝕得到控制。