我厂Ⅱ硝锅炉给水泵是向锅炉给水预热器（以下简称E107）提供100℃ 的脱氧水，E107则利用299℃的NOx尾气余热将脱氧水加热到215℃，其中水经壳程，尾气经管程。E107是从美国引进的设备，属固定管板式列管换热器。由于温差带来的影响，设备的列管经常泄漏，为避免设备的损坏，只有提高水压才能提高饱和水蒸汽的温度，从而减小温差。于是泵的出口压力由原来的1.5 MPa提高到2.0 MPa以上。为防止出口压力超过设备的设计压力2.5 MPa，采用泵的出口调节阀来控制。但该调节阀使用不到半年就发生阀体泄漏，造成临时停车事故，并且连续使用三个相同型号的阀门均发生类似泄漏。如果该问题得不到彻底解决，将严重影响装置的安全、稳定运行，并且造成不必要的损失。
一、泄漏原因
该调节阀型号为J41H-25DN40，阀体为碳钢材质，铸造而成，适用于油、水、蒸汽介质。阀门在使用前均经过密封试验，强度试验，压力分别为2.8 MPa、3.8 MPa，情况良好。因前两个同型号阀门的壳体出现沙眼而发生泄漏，认为是阀门质量问题而忽略问题的本质。但第三个同类型阀用在同样位置时，半年后又发生壳体泄漏，经解体发现出口端阀口约1cm高的周围一圈壳体已成“熔渣”状，从阀门外面看沙眼正好在熔渣处，根据现状分析是汽蚀现象的因素。
二、发生汽蚀现象的原因
根据阀门泄漏情况，结合阀门的型式、材质、操作等原因加以分析，找出阀门发生汽蚀现象的根本所在。
1、汽蚀的形成过程
在调节阀中，因为液体通过节流孔的节流面积时，速度增加，产生了速度头和压力头之间的能量转换，这种能量的转换引起压力降，如果速度增加一定值，收缩区（液流的最小截面点）的压力会降低到液体的蒸发压力，这时液流中就产生了蒸汽泡。在收缩区的出口，液流速度降低。压力升高，如果出口压力大于蒸发压力，汽泡就会破裂，伴随而来产生冲击波，这种冲击渡相当于微小的锤子作用在金属表面上。冲击波反复作用下，导致表面疲劳撕裂下金属小块，于是在金属表面就形成“熔渣”状。这是因为汽泡的尺寸极微小（约μs），冲击力集中作用在与汽泡接触的零件微小表面积上，其应力可达数百个大气压，冲击频率高达2500次/秒。此外，水击液体的冲击能量瞬时转化为热能，使水击局部点温度升高到几千摄氏度，导致材料的机械强度明显降低。从汽蚀的形成来看，对金属破坏非常明显。
2、引起汽蚀的因素
A、△P是汽蚀的关键问题
△P是调节阀的节流压降，直接关系到调节阀是否产生汽蚀现象及汽蚀的严重程度。这是因为截止阀开度越小，截流效果越明显，产生的△P就越大，收缩区的脱氧水压力越容易低于其饱和蒸汽压。我厂现场的调节阀长期处于微开状态，结果导致汽蚀产生，其程度随△P的增大而增大。另外，阀门开度越大，△P→0：或阀门全关状态，这些情况使得脱氧水在收缩区不能形成能量交换，也就不会形成汽蚀现象。所以．控制好△P就能有效的防止汽蚀产生。
B、阀门型式影响汽蚀程度
调节阀的型式将影响它对汽蚀的相对敏感性。其型式分为低复原阀门（普通截止阀）和高复原阀门（角式阀，蝶阀，球阀）。截止阀通道的几何形状复杂，流体经过流道时，存在旋涡流与湍流，会产生很大的流体阻力，因此在阀后进口压力不会恢复很多。但是，球阀的结构决定流体阻力不大，在阀后进口压力恢复很多。相比之下，两种阀门在进口压力相同时，低复原阀门的压力降将大于高复原阀门，使得低复原阀门更容易产生汽蚀。
而我厂正好采用的低复原阀门作为锅炉给水泵调节阀，这样就容易产生汽蚀现象。
C、阀门的材质影响抗汽蚀破坏能力
一般说来，抗汽蚀破坏最好材料的特点是：坚实和均匀的细晶粒结构，变形能大，抗拉强度和硬度均高，加工硬化性能好，疲劳极限和抗腐蚀疲劳极限高等综合性能好。另外，金属的微观结构也会影响它的抗汽蚀破坏能力，特别在汽蚀破坏的早期，表面的性质是关键因素，晶粒粗细决定铸造表面的粗糙度。在相同汽蚀状态下，晶粒细小的调节阀比晶粒粗大的调节阀抗破坏能力要强些。我厂使用的是铸钢调节阀，内表面比较粗糙，在汽蚀破坏的早期，壳体受到冲击，表面容易撕裂下金属小块。造成阀门使用不到半年就发生壳体泄漏现象。
总的来讲，我厂锅炉给水泵出口调节阀发生汽蚀现象，造成壳体泄漏而被迫停车，是由于操作中阀门开度太小．使得△P过大，这是产生汽蚀的主要原因。其次，阀门的选型和选材上不理想，使得阀门抗汽蚀能力差，直接表现为阀门的使用寿命短。
三、预防措施
针对汽蚀现象和机理分析，生产中锅炉给水泵出口调节阀的使用和选型应遵循以下原则：
1、从△P方面着手进行，在开泵初期用调节阀来控制压力波动，调节过程中，通过泵入口阀的调节，逐渐将调节阀全关，并维持泵的出口压力在2.0~2.3 MPa范围内，从而避免阀门微开状态，造成汽蚀破坏。
2、纠正以前选型存在不合理的地方，比较低复原阀门和高复原阀门，无论从经济性和适用性来看，高复原阀门（这里指球阀）都是首选，这样从结构上减小汽蚀发生。
3、调节阀材质的好坏将直接影响阀门的使用周期及抗汽蚀破坏的时间。一般来说，不锈钢的综合性能比较好；钴铬钨硬质台金有杰出的抗汽蚀性能，但它的加工性能较差（由于硬度较高）而且成本也高，因此，在很多场台不能广泛使用。结台我厂实际情况，采用普通不锈钢（1Cr18Ni9Ti）代替铸钢材质，将延长阀门的使用寿命。
四、结论
我厂针对锅炉给水泵出口调节阀发生汽蚀现象的原因和机理进行认真分析和总结，结合我厂实际，调整操作和选用不锈钢阀门来避免汽蚀破坏。从半年生产情况来看，效果非常明显，液流在阀门处的噪声显著减小，证明汽蚀得到控制。
