降低冷却塔水泵噪声的方法,冷却塔安装高度对水泵的影响

冷却塔水泵噪音问题并不少见。我们与冷却塔制造商和液压学会的其他离心泵设计者/制造商成员讨论了这一现象。所有人都同意这种现象通常与冷却塔应用有关。平均每年我们都会看到一两起这样的案例。目前，已经提出了几种理论来解释类空化噪声，但尚未得到证实。

一、冷却塔泵噪声事实： (1) 所经历的噪声与经典的气蚀现象（听起来像大理石抽水）非常相似，甚至完全相同。 (2)这种现象可能出现在强制通风或引风冷却塔中。 (3) 由此产生的噪声往往在负吸气压力系统中更为普遍，但也可能发生在正吸气压力下。 (4)在泵吸入口引入少量空气通常可以减少或消除气蚀噪声。 (5)第4项引入的夹带空气对泵的寿命影响不大。 (6) 如此少量的夹带空气对塔系统其他部件几乎没有不利影响；然而，必须分析每个系统可能产生的有害影响。 (7) 与传统的气蚀不同，将泵的排放量节流至较低的容量通常对噪声水平影响不大。 2、检查冷却塔水泵噪音原因

为了确定可能的噪音原因，我们多次走访了遇到此类问题的现场。通常会进行详细的现场检查并记录噪声频谱以供实验室分析。随后的分析表明：

没有发现显着的频率。测量的主要噪声是宽带噪声，出现在 300Hz 以上。有两种机制会产生泵噪音：流体噪音和机械噪音。两种声源都会产生声压波动，这些波动可以作为可听噪声传播。对于离心泵，机械噪音通常是由部件不平衡（叶轮和/或联轴器）、联轴器不对中、部件摩擦或底板和/或电机安装不当引起的。这些机构产生等于旋转速度和/或旋转速度的倍数（1、2、3）的不同频率。由于噪声频谱没有显示不同的频率，因此我们得出结论，噪声不是机械产生的。产生噪音的第二种机制是液体进入泵的速度。液体噪声由水的运动直接产生，具有流体动力学特性。湍流、流动分离（涡流）、空化、水锤、闪蒸和叶轮-蜗壳分水角相互作用都是水动力噪声源的例子。脉冲噪声，由空化、闪蒸和水锤引起的间歇性宽带噪声组成 当流体流过管道系统中的障碍物和侧支管时，由于周期性涡流形成而引起的流体引起的脉动的离散频率，第 12 段。 1 项排除噪音问题的原因。如前所述，没有发现不同的频率，例如叶片通过频率和/或其倍数。如果叶轮和蜗壳分水角之间存在相互作用，就会发生这种情况。第 2、3 和 4 项通常被确定为宽带噪声，出现在我们的噪声频谱中确定的 300 Hz 及以上的频率范围内。因此，我们认为噪音是由这些流体源中的一种或多种产生的。观察到的泵噪声是气蚀噪声。泵空化是由于局部静压低于被泵送液体的蒸气压时形成蒸汽泡而引起的。要评估泵是否存在典型气蚀（NPSHR 大于 NPSHA），请关闭排放阀，从而将泵推回到关闭曲线上。如果噪声是由经典气蚀引起的，则噪声应显着降低，因为较低的泵流量需要较低的 NPSHR。如果噪音持续存在，则可能是空气滞留。

有据可查的事实是，高度曝气的冷却塔水中可能含有多达 4-6% 的过量空气。这种过量的空气加剧了泵送装置产生噪音的可能性。冷却塔中吸收的多余空气在流经管道时从溶液中排出并成为夹带空气。抽吸速度通常足够高以使空气通过。然而，空气有时会聚集在吸入管道的某个区域并导致堵塞。当液体通过这个减小的区域时，其速度增加，从而形成压力减小的区域。在分压下降的这一点上，水发生蒸发，产生的气泡进入泵叶轮，在那里它们破裂并产生“空化”。

三、降低噪音过大的几种噪音控制技术：（1）提高或降低泵速，避免机械或液体系统的系统共振（2）提高液体压力（NPSHA等），避免气蚀或闪蒸;减少吸程。这可能包括升高塔架、降低泵或拉直吸入管道（见下文）以减少摩擦损失 (3) 改造泵，使叶轮直径随着壳体分水角（舌）或扩压器叶片之间的间隙（ 4）向离心泵的吸入口注入少量空气，通过提供减震垫来减少气蚀噪声，以减少泵叶轮内水蒸气再凝结的影响，快速且容易做到。少量夹带空气通常不会导致冷却塔/冷凝器回路出现问题。因此，Bu0026G 认为这种替代方案是可取的，并建议将其应用作为某些现场问题的解决方案，或者至少作为分析工具。 4、冷却塔水泵噪声的其他影响因素除了上述降低或消除噪声的技术外，还必须注意另外两个可能加剧噪声问题的因素：塔盘内液体的涡流、这是夹带空气的最常见来源，以及吸力管道装置本身。 (1) 盘中液体的涡流 涡流引起的夹带空气量取决于几个变量，特别是涡流的大小和泵吸入管浸入盘水位以下的高度。消除塔盘中涡流的最常见方法是包括挡板组件以消除涡流形成。将锅内液位提高到足够的深度也可以解决这个问题。 (2)吸水管加上涡流现象，或者本身，泵吸水管布置不当可能是造成泵噪声的重要原因。由于吸入管道尺寸过小而引起的摩擦损失会导致进入泵的流体速度增加。使用比泵吸嘴大一到两倍的管道尺寸可以减少管道摩擦。吸入线速度不应超过 10 英尺/秒。实际上应该设计为 5 英尺/秒。吸入集管的设计最大速度应为 3 英尺/秒。 (3)冷却塔水泵安装不当用于从较大吸水管下降到泵法兰的同心异径管，如果安装不当也可能是罪魁祸首。在本文前面讨论的一个有问题的设施中，减速器倒置安装，底部平坦。如果泵液中含有空气（或蒸汽），就像在这种情况下一样，空气可能会被困在现在“顶部”的减速器的倾斜区域中。至少，这会阻塞流动路径，导致更高的速度，从而导致局部汽化。如果进入叶轮，滞留的空气会导致短暂的堵塞，甚至可能导致轴断裂。泵吸入法兰上使用的弯头虽然方便，但当弯头沿泵轴轴线时，会导致液体不均匀地流入叶轮。如果弯头采用短半径设计，则可能有足够的湍流来产生夹带，这可能并且确实会加剧噪音问题。添加第二个弯头只会增加问题，特别是如果它与第一个弯头成直角添加的话。许多技术出版物以及水利研究所本身都指出，在泵吸入法兰之前应提供至少五倍管道直径的直管段，以允许平稳、无障碍地流向叶轮。系统过滤器需要位于塔泵的排出侧，而不是吸入侧。在另一个项目中，篮式过滤器直接放置在大型 HSC 泵的吸入法兰前面，导致意外的高压降。事实证明，这是该装置中泵性能差以及泵噪音水平高的原因之一。 V. 降低冷却塔泵噪声的结论 必须理解的是，每个作业现场都有其特定的操作要求，因此，噪声问题没有单一的解决方案。液压研究所正在考虑采用 HI 标准设计建议，以便在可用的 NPSH 和泵制造商公布的 NPSH 要求之间留有足够的安全裕度。安全裕度至少为所需 NPSH 的 1.7 倍或所需 NPSH 加 5 英尺，以较大者为准。