特大型混流泵和轴流泵节能关键技术研究与应用

特大型水泵在中国的调水工程和排水工程中发挥着重大的作用。皂河一站安装叶轮球径6.58米的水泵，是亚洲最大的混流泵；淮安二站安装叶轮直径4.5米的水泵，是亚洲最大的轴流泵；江都抽水站是亚洲流量最大的泵站群；临洪东站是中国单站流量最大的泵站。

受限于当时的技术水平，泵站运行效率低、汽蚀严重、安全隐患大、管理维护困难，已不能满足南水北调工程建设的需求。“十五”国家重大技术装备研制项目立式轴流装置专题、南水北调工程创新等项目要求开发国际先进水平的水泵水力模型，完善水泵系列型谱，实现产品更新换代，符合国家节能减排战略。

建立了面元法反问题求解轴流泵设计方法，发展了泵的设计理论，并将这一设计方法推广到高比转速混流泵的设计。建立了水泵多工况、多目标、多约束优化设计模型和水泵多参数协同求解自动优化平台。形成了具有完全自主知识产权的轴流泵设计理论、方法和技术，实现了从一维到三维、粗略到精准、手动到自动优化设计的跨越式进步。

开发的TJ04-ZL-12、TJ04-ZL-23、TJ05-ZL-01、TJ05-ZL-02和HB60b水泵水力模型经水利部指定的中水北方水利勘测设计研究院有限公司同台测试，效率高、抗汽蚀性能好。HB60b混流泵水力模型经第三方试验台同台对比选用于皂河一站水泵更新，使设计点泵装置效率提升4%；TJ05-ZL-01水力模型用于江都三站水泵更新，将原设计泵装置效率68%提升到76%；TJ05-ZL-02水力模型经改型，用于淮安二站水泵更新，将原泵装置设计效率68%（实际已降低到54%左右）提升到70%以上；TJ04-ZL-23水力模型用于临洪东站水泵更新，最高效率达到74.5%。

研发了特大型水泵叶轮立式液压静平衡装置，解决了特大叶轮部件的静平衡校准问题。研发了水泵叶片机械液压组合式全调节装置，保证了叶片调节系统的稳定性和灵敏度。水力模型的开发完善了水泵水力模型系列型谱。通过工程应用，形成了具有完全自主知识产权的特大型水泵设计、制造、安装、运行关键技术，提升了特大型水泵装备水平。

研究成果已转让到上海凯士比泵、日立泵制造（无锡）等8家企业用于特大型水泵授权生产以及中小型水泵许可生产，普遍提升了泵类产品的技术水平。

授权发明专利5项、受理中2项、授权实用新型专利22项、软件著作权4项、出版著作2部、标准2部。

通过提升运行效率，四座大型泵站近三年节省用电量2285.54万kwh，直接经济效益0.228554亿元，间接经济效益19.8610亿元，社会效益巨大。根据相关转让企业统计，近三年累计新增销售值7.928亿元，新增利润0.67311亿元，新增税收0.65725亿元。

特大型水泵在中国的调水工程和排水工程中发挥着重大的作用。皂河一站安装叶轮球径6.58米的水泵，是亚洲最大的混流泵；淮安二站安装叶轮直径4.5米的水泵，是亚洲最大的轴流泵；江都抽水站是亚洲流量最大的泵站群；临洪东站是中国单站流量最大的泵站。受限于当时的技术水平，泵站运行效率低、汽蚀严重、安全隐患大、管理维护困难，已不能满足南水北调工程建设的需求。“十五”国家重大技术装备研制项目立式轴流装置专题、南水北调工程创新等项目要求开发国际先进水平的水泵水力模型，完善水泵系列型谱，实现产品更新换代，符合国家节能减排战略。 建立了面元法反问题求解轴流泵设计方法，发展了泵的设计理论，并将这一设计方法推广到高比转速混流泵的设计。建立了水泵多工况、多目标、多约束优化设计模型和水泵多参数协同求解自动优化平台。形成了具有完全自主知识产权的轴流泵设计理论、方法和技术，实现了从一维到三维、粗略到精准、手动到自动优化设计的跨越式进步。开发的TJ04-ZL-12、TJ04-ZL-23、TJ05-ZL-01、TJ05-ZL-02和HB60b水泵水力模型经水利部指定的中水北方水利勘测设计研究院有限公司同台测试，效率高、抗汽蚀性能好。 HB60b混流泵水力模型经第三方试验台同台对比选用于皂河一站水泵更新，使设计点泵装置效率提升4%；TJ05-ZL-01水力模型用于江都三站水泵更新，将原设计泵装置效率68%提升到76%；TJ05-ZL-02水力模型经改型，用于淮安二站水泵更新，将原泵装置设计效率68%(实际已降低到54%左右)提升到70%以上；TJ04-ZL-23水力模型用于临洪东站水泵更新，最高效率达到74.5%。 研发了特大型水泵叶轮立式液压静平衡装置，解决了特大叶轮部件的静平衡校准问题。研发了水泵叶片机械液压组合式全调节装置，保证了叶片调节系统的稳定性和灵敏度。水力模型的开发完善了水泵水力模型系列型谱。通过工程应用，形成了具有完全自主知识产权的特大型水泵设计、制造、安装、运行关键技术，提升了特大型水泵装备水平。研究成果已转让到上海凯士比泵、日立泵制造(无锡)等8家企业用于特大型水泵授权生产以及中小型水泵许可生产，普遍提升了泵类产品的技术水平。 授权发明专利5项、受理中2项、授权实用新型专利22项、软件著作权4项、出版著作2部、标准2部。 通过提升运行效率，四座大型泵站近三年节省用电量2285.54万kwh，直接经济效益 0.228554亿元，间接经济效益19.8610亿元，社会效益巨大。根据相关转让企业统计，近三年累计新增销售值7.928亿元，新增利润0.67311亿元，新增税收0.65725亿元。