[01121608]流程工业高压离心泵理论、技术研究与应用

流程工业大型高压多级离心泵机组的振动是制约高压多级离心泵机组向大型化发展的技术瓶颈问题。如何在保证水力性能的前提下，提高效率和运行稳定性已经成为国际上多级泵技术研究的重点，这也是本项目所解决的核心问题。当前，我国千万吨炼油、大型核电站及反渗透海水淡化等重大项目的推进对大型高压泵提出了明确需求，国内泵行业也迫切需要提升大型高压泵技术水平。项目针对技术和应用两个层面的需求，以大功率的高压切焦泵及反渗透海水淡化高压泵为典型实例，先后于2007和2008年申报了两个浙江省重大科技专项：3000千瓦以上超高压离心泵机组产业化开发和大流量海水淡化高压泵研发与应用示范。通过研究大型高压多级离心泵的关键技术，在国内首次完成140万吨/年以上大型延迟焦化装置高压切焦泵的研发与应用，并根据海水淡化厂对泵的特殊要求开发了大功率海水淡化高压泵产品用于反渗透海水淡化领域，实现了国产高压多级离心泵的突破。本项目重点解决的技术问题包括：(1)建立了大型高压离心泵湿转子动力学分析方法和计算程序，通过刚性湿转子设计和优化保证了转子系统的稳定性与可靠性；(2)建立了叶轮、导叶流道和环形间隙流道一体化的内流分析方法，以及高精度性能预测方法和过流部件优化设计方法，保证了过流部件的高效性；(3)建立了整机性能、密封关键部件和湿转子测试方法与试验平台，形成了大型高压多级离心泵性能与可靠性试验保证体系；(4)形成了大型高压多级离心泵机组系统集成技术。另外，为满足反渗透海水淡化领域的特殊要求，在反渗透海水淡化高压泵研制过程中还重点解决了结构可靠性、材料的耐腐蚀性等关键技术问题。项目提高了国内大型高压多级离心泵的技术水平，实现了大型高压切焦泵及反渗透法海水淡化系统的大流量海水淡化高压泵的国产化。其中大型高压切焦泵典型样机功率超过3000kW，扬程超过3000m，转速超过4000r/min，振动幅值≤15μm，且效率明显高于国外先进产品。项目研制的单机满足5000t/d的大流量海水淡化高压泵，采用了自主创新的转子结构和水力模型，功率545kW，流量210m3/h，扬程大于610m，效率高达80%以上，明显高于国外同类产品。目前项目已获授权发明专利4项，实用新型专利1项，公开发明专利8项，涉及到产品集成技术、转子动平衡技术、密封技术和湿转子测试技术等。产品在振动幅值与国外先进产品相当的情况下，效率指标的优势明显。项目解决了大型高压多级离心泵振动的瓶颈问题，同时摆脱大型泵开发过于依赖经验或仿制的状态，项目经济效益和社会效益明显。本项目在2009年获得中国机械工业科学技术奖。