水泵技术的现状和发展.doc

水泵技术的现状和发展水泵技术的现状和发展 水泵技术的现状和发展 2004 年 9 月 25 日至 2005 年 1 月 16 日，全国 27 个模型，参加了水利部南水北调工程水泵模型天津同台测试。本次试验领导有力、组织严密、监督公正、数据准确。模型比转速 500 1500 ，基本复盖了轴流泵的使用范围；和原模型相比，效率提高约 2% ，流量提高约 5% 。有 7 个模型的角度平均效率超过 85% ，已达到国外同类模型的先进水平。国家南水北调等重要工程的低扬程水泵，大部分将从这些模型中选用。 1、我国水泵产品图样的来源可分为联合设计、引进、自行开发等几种 （1）联合设计产品 以沈阳水泵研究所 为主的研究单位，20 世纪 6080 年代，水泵组织有关泵厂进行了许多种泵的联合设计。如 IS （IB）型单级单吸离心泵； IH化工离心泵； S（SH）型双吸离心泵； D （ DG ）型节段式多级泵； W 型旋涡泵； Y 型油泵； JC 型深井泵； HW 型混流泵； QJ 型深井潜水泵； IR 型热水泵； BPZ 型喷灌自吸泵； FY 型耐腐蚀液下离心泵； 3G 型三螺杆泵等。 这些产品当时都是国内的主导产品，至今仍在生产，但是有些产品的结构（造型）、性能指标比较落后，应当逐步用新型产品替代。 （2）引进产品 80 年代以前我国引进的泵技术很少，到改革开放初期，大量从国外引进泵技术，并随着外国泵公司以合资或独资的形式陆续进入我国，也带进了一些新的泵产品技术。例如： 沈泵（上泵）德国 KSB 公司的锅炉给水泵；天津工业泵总厂德国阿尔维勒公司的螺杆泵；石泵沃尔曼的渣浆泵；石泵（天津电机厂）德国里兹公司的井用潜水电泵；上海电力修造厂英国威尔公司的锅炉给水泵；上海水泵厂 KSB 公司的冷凝水泵；长沙水泵厂日本日立公司的冷凝水泵；大连耐酸泵厂瑞士苏尔寿公司的 CZ 、 ZA （ZE）等化工流程泵；上海水泵厂泵美国德来赛公司的污水泵；佛山水泵厂德国西门子公司的水环真空泵；上海水泵厂KSB 公司的热水泵、船用泵；天津工业泵总厂日本大晃公司的船用泵；南京深井泵厂德国 ABS 公司的潜污泵；长沙水泵厂美国英格索尔公司的大型立式斜流泵；上海第一水泵厂英国 MJ 公司的高扬程多级离心泵；襄樊五二五厂法国 HS 公司的磷酸泵等。 引进的这些泵产品，技术比较成熟，性能比较先进，对推动我国泵技术的发展起了重要作用，成为我国泵产品的主体，至今仍大量生产。其中有的产品在结构或性能方面也存在问题，应进一步改进。 （3）外国在华合资（独资）泵企业的产品 例如：沈阳飞力潜水排污泵；苏州格兰富冲压泵；上海 KSBOmega(RDL) 双吸泵、锅炉给水泵、冷凝泵；嘉立特（茬原）化工流程泵；佛山（安德里兹）纸浆泵；南京古尔兹 ISO 型单级单吸离心泵、 P 型节段式多级离心泵；大连帝国屏蔽泵；兰州耐驰螺杆泵。 这些产品的质量大都比国内产品好，尽管价格高，但销售情况很好。 （4）自行开发产品 AY 油泵； TSWA 多级离心泵； ZJ 渣浆泵；管道泵；直联离心泵；高楼给水泵；空调泵；潜水排污泵；立式排污泵；潜水轴流泵（混流泵）；双吸泵；消防泵；纸浆泵等。 这些产品大部分通用化、标准化程度不高，性能也有待进一步提高。 2、关键水泵产品从部分进口到现在基本全部国化 由于引进产品和国际水泵著名制造企业的进入，我国泵的生产能力显著提高。国民经济部门的主要关键用泵基本上都可以生产。例如：超临界锅炉给水泵（温度压力 25 35MPa ）；乙烯和加氢装置用高速泵、高压多级泵；钢厂高压除鳞泵；东深、南水北调工程用大型调水泵；矿用大流量高扬程（ 1000m ）排水泵；电厂用烟气脱硫泵；炼厂用高温油浆泵。 3、无堵塞泵和低比转速泵技术取得进展 （1）我国自行总结出的无堵塞泵设计方法，基本达到实用程度，国内广泛使用 设计方法主要包括：沿流道中线断面变化规律设计双流道叶轮；方格网保角变换方法设计螺旋离心式叶轮；根据叶轮外径、蜗室最大外径和喉部面积三要素设计旋流式叶轮。 （2）低比转速泵理论和设计的研究广泛而深入 无过载设计方法得到推广应用，采用长短叶片和短叶片偏置取得良好效果。 4、轴流泵模型达到国外同类模型的先进水平 5、以CAD为主的新技术广泛应用 （1）水泵的模具、叶片和重要零件开始用数控机床加工，从而可以提高泵的制造质量，图 1 是用数控铣床加工轴流泵叶片和用于加工的叶片三维图。 （2）水泵水力设计与绘型软件逐渐代替人工计算和绘图 有人问用这个软件设计的泵效率有多高，这是外行人说的话，再好的软件也要人去使用，可以溶入设计者的设计思想和经验，而且快速、准确。图 2 是用 JP1 软件设计的螺旋离心泵叶轮水力图，设计该图只需 10min ，人工设计可能要两天。 （3）泵内流场计算从准三元非黏性流动向全三元黏性流动进展 准三元非黏性流动计算的主要方法是 S1 、 S2 两类流面迭代，它是把三维流动降维成二维，也就是用子午面（轴面）和任意转面（流面）上的流动进行迭代求解，解决三维流动问题。由于把复杂的三维流动简化成二维求解，使得解的精度受到影响。 近年计算流体动力学（ Computational Fluid Dynamics ） , 简称 CFD 问世，为流体机械流场计算提供了新的思路和手段。 （4）优化设计方法 为了提高泵的性能，许多学者进行了优化设计方法研究。归纳起来主要有以下几种方法：以优秀模型统计资料为基础的速度系数优化法；以水力损失最小为目标的损失极值优化法；以某一指标为目标函数的准则筛选优化法。值得说明的是目前的优化设计方法，可能只对具体泵的设计有指导意义。另外 CFD 等先进技术的问世，在很大程度上冲淡了对优化设计的兴趣，近两年研究优化设计方法的学者逐渐减少。 （5）内部流场测量 以前经常采用探针进行测量，一方面控针本身对流动的影响很大，另一方面测量旋转流场的转换装置也很复杂。进一步使用激光多普勒测速仪（ LVD ） ，它是用激光照射流动中的粒子，光被粒子散射，根据散射的成度测量流速。这种方法已经成熟并广泛应用，但是一般只测量一点速度的某一分