一个电站的冷却水泵一直在维修，由于搬迁和运输这样大型设备需要严重BETVICTOR体育官网的运营中断和物流，工厂花费了数百万美元的成本和服务时间。该站之前通过升级材料选择来提高叶轮可靠性的尝试对可靠性影响很小。
很明显，必须做出一些改变，因为加油站泵的可靠性现在是一个主要的财务焦点。在泵的整个生命周期中，检查过程中出现了许多叶片裂纹、气蚀和叶片断裂，这促使加油站开始研究一种更永久的解决方案。BETVICTOR体育官网
图片1。由于进口回流循环的存在，叶轮正在经历可怕的叶片断裂和空化。(图片由Hydro Inc.提供)调查与结果
在最后一次维修中，可靠性工程师检查了叶轮，发现气穴与之前维修中报告的气穴相似。一家专门从事流体动力学的工程维修公司被要求调查泵持续问题的根本原因。小组对系统布局和运行参数进行了调查。
法医分析的结果表明，叶轮叶片在叶片的低压侧发生了空化。此外，向眼方向的空化和叶片破裂也表明，入口尺寸及其相关叶片角度可能是重复失效的积极因素。
图片2。正常的背景。分析与行动
当泵在入口回流再循环存在的流动区域内运行时，叶轮叶片上有一种特定的损伤模式，这是由于这种非常特殊的空化类型。采用平均流线技术和计算流体动力学(CFD)相结合的方法，确定了这种类型的损伤是叶轮问题的根本原因。
对原始设计规范的分析表明，在超过最佳效率点(BEP)的高跳动流量下，它的净正吸扬程(NPSHr)要求较低。为了达到这一目的，叶轮入口几何形状被设计成在这种高流量条件下具有零入射。虽然这满足了NPSHr在大流量时的初始规格要求，但也会导致入口回流起点过于接近BEP。
图片3。不正常的背景。CFD分析证实，现有的叶轮几何结构允许回流区域在接近负荷流动时完全形成。在正常设计的泵叶轮眼中，一般的期望是在泵的允许工作范围内进口回流不会完全形成。
在这种情况下，分析显示，电站叶轮的入口回流是在BEP流量的80%形成的(见图2和图3)。
影响与结果
对主冷却水泵叶轮进行了工程设计评审，重点是液压元件。成功地重新设计叶轮的关键是将重点放在平衡泵排量的要求与期望的NPSHr跳动性能的需要上。理想的设计是泵在占空流量时，有一个合适的进口设计，消除进口回流再循环。
利用平均流线技术和CFD建模技术，研究团队分析了泵和叶轮的流动，模拟了现有条件。以此为基础进行叶片改造，工程师们修改了进口设计的关键要素，在不影响预期机器工艺要求的情况下，消除了泵工作状态下的进口回流再循环。
新设计的叶轮具有略高的NPSHr，但仍具有健康的可用净正吸力头(NPSHa)余量。这消除了回流问题，同时在不频繁的操作中保持了跳动流量，且仍有可接受的NPSHa余量。
叶片轮毂被改变，因为原来的入射角不适合操作条件，也扩大到直径太接近轴。进气眼和喷嘴入射也被调整为更适合泵的工作状态。
图片4。经过升级和维修的泵现在有一个叶轮，在跳动流量条件下安全运行，并符合设计。收益与成功
最终用户很高兴地发现，对叶轮的液压升级可以安装到现有的轴和泵上，而不影响施工。这样，升级的成本和新组件造成的中断被最小化。升级后的叶轮还包括一个改进的进口配置，通过分析表明，回流问题已经消除。
最终的试验也证实了新叶轮的预测性能曲线将接近原叶轮的性能。正如预测的那样，在跳灭流条件下，升级叶轮的NPSHr在现场NPSHa范围内，且有较大的裕度。升级后的叶轮将在耗尽流量状态下安全运行(图4)。
结论与建议
泵的使用寿命始终是终端用户考虑的首要问题。随着时BETVICTOR体育官网间的推移，泵及其部件变得过时，了解机器生命周期中发生的问题，为如何继续提高可靠性提供了路线图。
同样重要的是要知道，虽然不是所有的解决方案都很容易，但拥有深入的工程知识和能力可能是昂贵的更换和可靠的、具有成本效益的升级之间的区别。