在酒精生产中,化工泵产生汽蚀的原因及危害;根据生产的实际情况,提出了化工泵的原则与选型方法。
　化工泵是玉米酒精生产中*的设备,整个工艺的每一个环节都是以泵为传送设备,把料液输送到下一道工序,因此,选一台适合本工艺要求的化工泵就尤为重要。
1 　生产中存在的问题
上海高良泵阀公司经过几年的生产,有些泵连续不断的出现故障,其主要表现在以下几个方面:
1　汽蚀现象
2　产生汽蚀的原因
在化工生产中,选泵一般只注重泵的扬程和流量,往往忽视了泵的汽蚀现象。由于一台泵制造完成之后,其汽蚀余量也就确定了,用在不同的工作条件下,产生汽蚀的程度是不同的。
3　在相同的温度下,有的介质产生汽蚀、有的介质就不产生汽蚀,比如:型号为wan125 - 80 -200b 的化工泵用在输送50 ℃水就不产生汽蚀,而用在输送50 ℃淡酒就产生汽蚀,这是因为淡酒的汽化温度比水低,在相同的温度下,酒精更容易产生酒汽而引起汽蚀。
4　同一种介质在不同的温度下,它的饱和蒸汽压随着温度的升高而逐渐增加,产生汽蚀的可能性也就越大,换一句话说,在输送同一种介质的情况下,介质温度越高越容易产生汽蚀。同样型号为wan125 - 80 - 200b 的化工泵用在粗塔回流泵打50 ℃粗酒,就产生汽蚀,而用作20 ℃的成品酒泵时,就不产生汽蚀现象。这是因为淡酒随着温度的升高,产生酒汽的浓度递增梯度要比水产生蒸汽的递增梯度快,因此也就容易产生汽蚀。
泵在汽蚀情况下工作,通常能带来以下几种危害。
1泵及管路振动
由于泵发生汽蚀,汽泡连续不断地由叶轮入口处zui低压力区产生,水击现象会连续发生,在前者还未消失的情况下,后者就接踵而来,因此不断地有高频水击引起的噪音和泵的振动,由于泵的振动引起管遗传基因有关,当nhsi 不存在时,phsi 决定硫化氢的生成。
2 　麦汁组成
麦汁中应含足量的泛酸,某些酵母需要*6 ,以保证酵母蛋氨酸的生物合成,及对亚硫酸盐还原酶的抑制作用减少硫化氢的形成量。
麦汁中的金属对硫化氢的生成有一定影响。一般认为铜和锌离子会增加硫化氢的形成,麦汁中的冷热凝固物分离较好时,可减少铜和锌离子含量。有些人则持相反意见,认为铜在浓度低于4 ×10 - 6时对硫化氢不产生影响,当浓度达（5～100） ×10 - 6时会产生抑制作用;在发酵罐中加入o. 5 ×10 - 6时会减少硫化氢的形成。总之金属的影响是比较复杂的。制麦汁中氨基酸的含量,减少硫化氢的生成。
麦汁中硫酸盐和亚硫酸盐的浓度也是决定硫化氢生成的因素,水质处理加入石膏时,会增加麦汁硫酸根离子含量,提高硫化氢生成量。
3 　发酵条件及工艺
降低发酵温度和加大麦汁通气量,可促进酵母酯类物质的生物合成,抑制硫化氢的生成量。硫化氢主要产生在酵母繁殖出芽之前,因此酵母生长速度zui快时,硫化氢的产率也愈高,当贮酒时若加入高泡酒会促使啤酒中硫化氢含量增高。
用磷酸洗涤回收酵母泥可除去污染杂菌,但也改变了酵母细胞壁的渗透性,硫酸盐更容易进入酵母细胞内提高利用率,促进硫化氢的生成。在贮酒初期,采用二氧化碳洗涤,可将大部分硫化氢排除,减少啤酒中硫化氢含量。
路振动,如精塔塔底废水泵,汽蚀余量为318 米,如果塔底液位控制不好产生汽蚀现象时,泵在一楼振动能带动三楼管路振动,振动幅度相当大。
　泵打不出料
在泵局部产生汽蚀时,对泵的流量和扬程无显著影响进一步发展会使流量减少,扬程和效率都降低,压力表指数骤然下降,真空计指数增加,甚至打不出料,泵不能正常工作。原a 塔回流泵就是这样的,一旦产生汽蚀,一点淡酒都打不过去,只有打开泵壳上丝堵或者拆开泵壳排净存汽,才能输送出去淡酒。
叶轮、口环磨损
泵发生汽蚀时,高频的水力冲击,使叶轮内附有空洞的金属表面疲劳而剥落。另外,由于汽化时,溶于介质中的有害气体析出而腐蚀金属,严重时在短时间内即可损毁叶轮、口环。如精塔进料泵,由于汽蚀的存在,叶轮表面和叶道都产生蜂窝状小孔,特别是叶道两侧都开裂,造成叶轮不平衡,无法使用。
参数选择不合理
由于设计时流量余量留得太大,如粗塔回流泵,选择泵时,流量为220m3/ h ,而实际流量只有80m3/h ,泵长期在料液流量不足的情况下工作,由于泵流量不足,介质温度又很高,在这种情况下,很容易在叶轮中产生汽泡,进而发展成为汽蚀,引起泵及管路的振动。
管路与泵不匹配
每台泵配制的管路是由泵的流量和流速来确定,只有确定了介质流速之后,才能计算出泵的出口直径。粗塔再沸器循环泵与管路匹配就不合理,入口管路直径为φ800 出口管路直径φ600 ,由于泵选择的流量大,而实际没有那么多清液,就造成入口清液量不足,产生汽蚀,而出口管路过粗,造成压头损失,这样泵的实际工况点与泵的额定工况点有差别较大,使泵的流量和扬程都有很大的变化偏离了泵的原设计参数。
2 　化工泵合理选型原则
化工泵选型要达到的目的就是满足系统需要的介质量和达到扬程的前提下,尽量节能,为了实现这一目标化工泵选型应依据以下原则:
力求所选用化工泵的额定流量、扬程与实际工况的流量、扬程接近,这样即可以减少扬程的浪费,又能提高化工泵的运行效率。
　尽量选择汽蚀余量低的化工泵,这样就可以减少汽蚀现象的发生,同时对各种罐的安装高度和液位要求也相应的降低。
　选泵时除了要考虑化工泵本身的参数外,还要充分地考虑到泵联合工作时的工况,尽量使化工泵在联合工作时,各种参数都务求接近单独工作时的额定工况,以保证化工泵联合工作时的。
3 　合理选择化工泵的方法
为实现化工泵的实际工况参数尽可能地接近泵的额定工况参数,以保证泵平衡地运行,选化工泵时,可以采用以下方法:
　泵扬程的选择
化工泵在使用了一个修理周期后,由于泵的磨损,扬程可能下降,同时考虑泵的转速可能下降2 %- 5 % ,致使扬程下降5 % - 10 % ,因此选择泵时泵的扬程要留有2 % - 5 %的余量,但zui大不能超过10 %。
泵的汽蚀余量的选择可以从两个方面着手,一是尽量减少泵的zui小汽蚀余量,二是尽量增加实际运行时的余量,因此,在选择时尽量选择小汽蚀余量的泵,选定泵之后,安装时,要尽量提高实际汽蚀余量,即提高泵入口液位高度和减少吸料线上的压头损失,留有015m 的实际余量,才不会发生汽蚀现象。
　保证泵的效率
泵即能单独运行,同时又能并联运行,可使它在并联时每台化工泵的工况点接近段的左边,这样当一台泵单独运行时,工况点右移,还是处在区域内。
　泵管路的匹配
泵管路的匹配要尽量靠近泵的额定工况,管路内介质的流速通常选在115～212m/ s 的经济流速区域内,这样确定泵出口管路直径之后,入口管路直径一般比出口管路大25mm。
4 　结束语
公司经过几年的生产和几个检修周期的检修对化工泵和管路相应的作了调整,个别罐的安装高度也作了相应的提高,保证泵入口的液位高度,这样就减少了泵汽蚀现象的发生,消除了泵振动和打不上料的现象,保证了工艺平稳运行和酒精生产的平稳进行,但是还有汽蚀泵存在,如粗塔再沸器循环泵及管路就没有变动,因这几台泵选则的流量余量比较大,流量为1300m3/ h ,电机功率为200kw,因此价格也就昂贵一些,同时管路全是不锈钢的造价也很高,如果换一次,将会造成更大的浪费。现虽然经常产生汽蚀现象,但是还可以维持生产,因此暂时对其没有作任何调整。在化工生产中,泵是*的设备,选择一台适合工艺需要的化工泵,对生产起着至关重要的作用.