降低冷卻塔水泵噪聲的方法,冷卻塔安裝高度對水泵的影響

冷卻塔水泵噪音問題并不少見。我們與冷卻塔制造商和液壓學會的其他離心泵設計者/制造商成員討論了這一現象。所有人都同意這種現象通常與冷卻塔應用有關。平均每年我們都會看到一兩起這樣的案例。目前，已經提出了幾種理論來解釋類空化噪聲，但尚未得到證實。

一、冷卻塔泵噪聲事實： (1) 所經歷的噪聲與經典的氣蝕現象（聽起來像大理石抽水）非常相似，甚至完全相同。 (2)這種現象可能出現在強制通風或引風冷卻塔中。 (3) 由此產生的噪聲往往在負吸氣壓力系統中更為普遍，但也可能發生在正吸氣壓力下。 (4)在泵吸入口引入少量空氣通?？梢詼p少或消除氣蝕噪聲。 (5)第4項引入的夾帶空氣對泵的壽命影響不大。 (6) 如此少量的夾帶空氣對塔系統其他部件幾乎沒有不利影響；然而，必須分析每個系統可能產生的有害影響。 (7) 與傳統的氣蝕不同，將泵的排放量節流至較低的容量通常對噪聲水平影響不大。 2、檢查冷卻塔水泵噪音原因

為了確定可能的噪音原因，我們多次走訪了遇到此類問題的現場。通常會進行詳細的現場檢查并記錄噪聲頻譜以供實驗室分析。隨后的分析表明：

沒有發現顯著的頻率。測量的主要噪聲是寬帶噪聲，出現在 300Hz 以上。有兩種機制會產生泵噪音：流體噪音和機械噪音。兩種聲源都會產生聲壓波動，這些波動可以作為可聽噪聲傳播。對于離心泵，機械噪音通常是由部件不平衡（葉輪和/或聯軸器）、聯軸器不對中、部件摩擦或底板和/或電機安裝不當引起的。這些機構產生等于旋轉速度和/或旋轉速度的倍數（1、2、3）的不同頻率。由于噪聲頻譜沒有顯示不同的頻率，因此我們得出結論，噪聲不是機械產生的。產生噪音的第二種機制是液體進入泵的速度。液體噪聲由水的運動直接產生，具有流體動力學特性。湍流、流動分離（渦流）、空化、水錘、閃蒸和葉輪-蝸殼分水角相互作用都是水動力噪聲源的例子。脈沖噪聲，由空化、閃蒸和水錘引起的間歇性寬帶噪聲組成 當流體流過管道系統中的障礙物和側支管時，由于周期性渦流形成而引起的流體引起的脈動的離散頻率，第 12 段。 1 項排除噪音問題的原因。如前所述，沒有發現不同的頻率，例如葉片通過頻率和/或其倍數。如果葉輪和蝸殼分水角之間存在相互作用，就會發生這種情況。第 2、3 和 4 項通常被確定為寬帶噪聲，出現在我們的噪聲頻譜中確定的 300 Hz 及以上的頻率范圍內。因此，我們認為噪音是由這些流體源中的一種或多種產生的。觀察到的泵噪聲是氣蝕噪聲。泵空化是由于局部靜壓低于被泵送液體的蒸氣壓時形成蒸汽泡而引起的。要評估泵是否存在典型氣蝕（NPSHR 大于 NPSHA），請關閉排放閥，從而將泵推回到關閉曲線上。如果噪聲是由經典氣蝕引起的，則噪聲應顯著降低，因為較低的泵流量需要較低的 NPSHR。如果噪音持續存在，則可能是空氣滯留。

有據可查的事實是，高度曝氣的冷卻塔水中可能含有多達 4-6% 的過量空氣。這種過量的空氣加劇了泵送裝置產生噪音的可能性。冷卻塔中吸收的多余空氣在流經管道時從溶液中排出并成為夾帶空氣。抽吸速度通常足夠高以使空氣通過。然而，空氣有時會聚集在吸入管道的某個區域并導致堵塞。當液體通過這個減小的區域時，其速度增加，從而形成壓力減小的區域。在分壓下降的這一點上，水發生蒸發，產生的氣泡進入泵葉輪，在那里它們破裂并產生“空化”。

三、降低噪音過大的幾種噪音控制技術：（1）提高或降低泵速，避免機械或液體系統的系統共振（2）提高液體壓力（NPSHA等），避免氣蝕或閃蒸;減少吸程。這可能包括升高塔架、降低泵或拉直吸入管道（見下文）以減少摩擦損失 (3) 改造泵，使葉輪直徑隨著殼體分水角（舌）或擴壓器葉片之間的間隙（ 4）向離心泵的吸入口注入少量空氣，通過提供減震墊來減少氣蝕噪聲，以減少泵葉輪內水蒸氣再凝結的影響，快速且容易做到。少量夾帶空氣通常不會導致冷卻塔/冷凝器回路出現問題。因此，Bu0026G 認為這種替代方案是可取的，并建議將其應用作為某些現場問題的解決方案，或者至少作為分析工具。 4、冷卻塔水泵噪聲的其他影響因素除了上述降低或消除噪聲的技術外，還必須注意另外兩個可能加劇噪聲問題的因素：塔盤內液體的渦流、這是夾帶空氣的最常見來源，以及吸力管道裝置本身。 (1) 盤中液體的渦流 渦流引起的夾帶空氣量取決于幾個變量，特別是渦流的大小和泵吸入管浸入盤水位以下的高度。消除塔盤中渦流的最常見方法是包括擋板組件以消除渦流形成。將鍋內液位提高到足夠的深度也可以解決這個問題。 (2)吸水管加上渦流現象，或者本身，泵吸水管布置不當可能是造成泵噪聲的重要原因。由于吸入管道尺寸過小而引起的摩擦損失會導致進入泵的流體速度增加。使用比泵吸嘴大一到兩倍的管道尺寸可以減少管道摩擦。吸入線速度不應超過 10 英尺/秒。實際上應該設計為 5 英尺/秒。吸入集管的設計最大速度應為 3 英尺/秒。 (3)冷卻塔水泵安裝不當用于從較大吸水管下降到泵法蘭的同心異徑管，如果安裝不當也可能是罪魁禍首。在本文前面討論的一個有問題的設施中，減速器倒置安裝，底部平坦。如果泵液中含有空氣（或蒸汽），就像在這種情況下一樣，空氣可能會被困在現在“頂部”的減速器的傾斜區域中。至少，這會阻塞流動路徑，導致更高的速度，從而導致局部汽化。如果進入葉輪，滯留的空氣會導致短暫的堵塞，甚至可能導致軸斷裂。泵吸入法蘭上使用的彎頭雖然方便，但當彎頭沿泵軸軸線時，會導致液體不均勻地流入葉輪。如果彎頭采用短半徑設計，則可能有足夠的湍流來產生夾帶，這可能并且確實會加劇噪音問題。添加第二個彎頭只會增加問題，特別是如果它與第一個彎頭成直角添加的話。許多技術出版物以及水利研究所本身都指出，在泵吸入法蘭之前應提供至少五倍管道直徑的直管段，以允許平穩、無障礙地流向葉輪。系統過濾器需要位于塔泵的排出側，而不是吸入側。在另一個項目中，籃式過濾器直接放置在大型 HSC 泵的吸入法蘭前面，導致意外的高壓降。事實證明，這是該裝置中泵性能差以及泵噪音水平高的原因之一。 V. 降低冷卻塔泵噪聲的結論 必須理解的是，每個作業現場都有其特定的操作要求，因此，噪聲問題沒有單一的解決方案。液壓研究所正在考慮采用 HI 標準設計建議，以便在可用的 NPSH 和泵制造商公布的 NPSH 要求之間留有足夠的安全裕度。安全裕度至少為所需 NPSH 的 1.7 倍或所需 NPSH 加 5 英尺，以較大者為準。