0 概述 我廠Ⅱ硝鍋爐給水泵是向鍋爐給水預熱器（以下簡稱E107）提供100℃的脫氧水，E107則利用299℃的NOx尾氣余熱將脫氧水加熱到215℃，其中水經殼程，尾氣經管程。E107是從美國引進的設備，屬固定管板式列管換熱器。由于溫差帶來的影響，設備的列管經常泄漏，為避免設備的損壞，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備的設計壓力2.5MPa，采用泵的出口調節閥來控制。但該閥門使用不到半年就發生閥體泄漏，造成臨時停車事故，并且連續使用三個相同型號的閥門均發生類似泄漏。如果該問題得不到徹底解決，將嚴重影響裝置的**、穩定運行，并且造成不必要的損失。
1泄漏原因
該調節閥型號為J41H-25DN40，閥體為碳鋼材質，鑄造而成，適用于油、水、蒸汽介質。閥門在使用前均經過密封試驗，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沙眼而發生泄漏，認為是閥門質量問題而忽略問題的本質。但第三個同類型閥用在同樣位置時，半年后又發生殼體泄漏，經解體發現出口端閥口約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，根據現狀分析是汽蝕現象的因素。
2發生汽蝕現象的原因
根據閥門泄漏情況，結合閥門的型式、材質、操作等原因加以分析，找出閥門發生汽蝕現象的根本所在。
2.1汽蝕的形成過程
在調節閥中，因為液體通過節流孔的節流面積時，速度增加，產生了速度頭和壓力頭之間的能量轉換，這種能量的轉換引起壓力降，如果速度增加一定值，收縮區（液流的*小截面點）的壓力會降低到液體的蒸發壓力，這時液流中就產生了蒸汽泡。在收縮區的出口，液流速度降低。壓力升高，如果出口壓力大于蒸發壓力，汽泡就會破裂，伴隨而來產生沖擊波，這種沖擊渡相當于微小的錘子作用在金屬表面上。沖擊波反復作用下，導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，其應力可達數百個大氣壓，沖擊頻率高達2500次/秒。此外，水擊液體的沖擊能量瞬時轉化為熱能，使水擊局部點溫度升高到幾千攝氏度，導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是汽蝕的關鍵問題
△P是調節閥的節流壓降，直接關系到調節閥是否產生汽蝕現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，產生的△P就越大，收縮區的脫氧水壓力越容易低于其飽和蒸汽壓。我廠現場的調節閥長期處于微開狀態，結果導致汽蝕產生，其程度隨△P的增大而增大。另外，閥門開度越大，△P→0：或閥門全關狀態，這些情況使得脫氧水在收縮區不能形成能量交換，也就不會形成汽蝕現象。所以．控制好△P就能有效的防止汽蝕產生。
2.2.2閥門型式影響汽蝕程度
調節閥的型式將影響它對汽蝕的相對敏感性。其型式分為低復原閥門（普通截止閥）和高復原閥門（角式閥，蝶閥，球閥）。截止閥通道的幾何形狀復雜，流體經過流道時，存在旋渦流與湍流，會產生很大的流體阻力，因此在閥后進口壓力不會恢復很多。但是，球閥的結構決定流體阻力不大，在閥后進口壓力恢復很多。相比之下，兩種閥門在進口壓力相同時，低復原閥門的壓力降將大于高復原閥門，使得低復原閥門更容易產生汽蝕。
而我廠正好采用的低復原閥門作為鍋爐給水泵調節閥，這樣就容易產生汽蝕現象。
2.2.3閥門的材質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構，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，金屬的微觀結構也會影響它的抗汽蝕破壞能力，特別在汽蝕破壞的早期，表面的性質是關鍵因素，晶粒粗細決定鑄造表面的粗糙度。在相同汽蝕狀態下，晶粒細小的調節閥比晶粒粗大的調節閥抗破壞能力要強些。我廠使用的是鑄鋼調節閥，內表面比較粗糙，在汽蝕破壞的早期，殼體受到沖擊，表面容易撕裂下金屬小塊。造成閥門使用不到半年就發生殼體泄漏現象。
總的來講，我廠鍋爐給水泵出口調節閥發生汽蝕現象，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，直接表現為閥門的使用壽命短。
3防范措施
針對汽蝕現象和機理分析，生產中鍋爐給水泵出口調節閥的使用和選型應遵循以下原則：
1）從△P方面著手進行，在開泵初期用調節閥來控制壓力波動，調節過程中，通過泵入口閥的調節，逐漸將調節閥全關，并維持泵的出口壓力在2.0~2.3MPa范圍內，從而避免閥門微開狀態，造成汽蝕破壞。
2）糾正以前選型存在不合理的地方，比較低復原閥門和高復原閥門，無論從經濟性和適用性來看，高復原閥門（這里指球閥）都是優選，這樣從結構上減小汽蝕發生。
3）調節閥材質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。結臺我廠實際情況，采用普通不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）代替鑄鋼材質，將延長閥門的使用壽命。
4 結束語
我廠針對鍋爐給水泵出口調節閥發生汽蝕現象的原因和機理進行認真分析和總結，結合我廠實際，調整操作和選用不銹鋼閥門來避免汽蝕破壞。從半年生產情況來看，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。