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我公司參與西安理工大學(xué)提名2022年陜西省科學(xué)技術(shù)獎項目

發(fā)布時間：2022-06-17

公   示

各有關(guān)單位：

       我公司參與西安理工大學(xué)提名2022年陜西省科學(xué)技術(shù)獎項目—“高性能離心泵及其系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”有關(guān)信息進行公示，公示期為2022年6月17日-2022年6月23日（7個自然日）。

公示期間，任何單位或個人對公示信息持有異議的，可以以書面方式向我單位提出，并提供必要的證明材料。

        聯(lián)系人：崔龍   聯(lián)系電話：15306548368

科學(xué)技術(shù)進步獎公示內(nèi)容

一、          項目名稱

高性能離心泵及其系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

二、          提名者及提名意見（包含提名等級）

提名單位：中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司

提名意見：西安理工大學(xué)羅興锜教授團隊長期以來以*********科技項目和國家重大需求為依托，結(jié)合特種離心泵的研發(fā)實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的協(xié)同攻關(guān)，攻克了離心泵空蝕與磨蝕機理、壓力脈動形成機制與抑制技術(shù)等方面的難題，建立了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、基于反問題與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合、融合流動控制技術(shù)的離心泵優(yōu)化設(shè)計體系，研發(fā)出的離心泵綜合性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。目前已為抽黃泵站、工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)、榆林黃河?xùn)|線馬鎮(zhèn)引水工程、福建霞浦核電站等300多個大型泵系統(tǒng)設(shè)計并制造了高性能離心泵，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益與社會效益，有力推動了行業(yè)的技術(shù)進步。特提名參評陜西省科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎。

三、          項目簡介

泵作為國民經(jīng)濟中基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性的通用機械，被喻為“現(xiàn)代工業(yè)的心臟”，凡是有液體流動的地方，幾乎都有泵在工作，其年耗電量占全國總發(fā)電量的18％左右。其中離心泵具有揚程大、效率高、體積小等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于水利、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、市政、國防等領(lǐng)域，是泵行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的機型，占泵產(chǎn)品總量的70%左右。

我國離心泵的自主研發(fā)起步較晚，與國外先進水平相比，國產(chǎn)離心泵效率約低2%~4%，泵系統(tǒng)運行效率普遍低10%~30%，且磨蝕和振動問題突出，使用壽命短。直到本世紀(jì)初，特種離心泵技術(shù)和產(chǎn)品如高含沙水流兩相流泵、核主泵、多相混輸泵、調(diào)水工程大型離心泵等主要依賴進口。隨著南水北調(diào)等大型國家調(diào)水工程的建設(shè)、深海油氣資源的開發(fā)以及化工、核電與國防等領(lǐng)域內(nèi)重大工程的啟動，迫切需要擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能離心泵產(chǎn)品。因此，開展高效穩(wěn)定抗磨蝕離心泵及系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究對滿足國家重大工程需求、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)意義重大。

項目組從本世紀(jì)初的東雷抽黃水泵改造開始，以國家“863”計劃課題、國家自然科學(xué)基金項目以及企業(yè)委托項目為依托，歷經(jīng)20余年的技術(shù)攻關(guān)，圍繞離心泵及其系統(tǒng)運行中普遍存在的效率低、磨蝕嚴(yán)重、振動突出三大問題，結(jié)合引黃工程、跨區(qū)域調(diào)水工程、高耗能企業(yè)節(jié)能減排和核電建設(shè)等大型離心泵的開發(fā)與改造，先后攻克了離心泵空蝕與磨蝕機理、壓力脈動形成機制與抑制技術(shù)等方面的難題，形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高效穩(wěn)定抗磨蝕離心泵優(yōu)化設(shè)計體系，將離心泵的綜合性能提升至國際領(lǐng)先水平，打破了高端離心泵的國外技術(shù)壟斷。

（1）首次提出了水力機械葉片和軸面流道聯(lián)合的二層設(shè)計策略，構(gòu)建了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多工況葉輪性能量化評價模型，揭示了葉片速度矩分布對葉輪內(nèi)部二次流和空化的影響規(guī)律，建立了以葉片速度矩分布為變量的葉輪間接參數(shù)化優(yōu)化方法和抗空化設(shè)計技術(shù)，將離心泵的最高效率普遍提高到92%左右。

（2）揭示了沙粒濃度、粒徑、沖擊角度、沖擊速度等參數(shù)對離心泵磨損的機理，剖析了不同基體材料、不同復(fù)合材料的抗磨蝕性能，發(fā)展了含沙水流離心泵磨蝕預(yù)測模型，構(gòu)建了沙粒運動角與葉片安放角之間的關(guān)系，建立了抗磨蝕離心泵設(shè)計方法，大幅度提高了泵的抗磨蝕性能，使用壽命延長兩倍以上，破解了高含沙水流水泵磨損嚴(yán)重的難題。

（3）提出了一種非接觸式振動實時檢測技術(shù)，明晰了水力振動引起軸系和泵結(jié)構(gòu)振動的規(guī)律；發(fā)展了串列葉柵、T型葉片、導(dǎo)流腔以及端壁處理等內(nèi)部流型控制技術(shù)，抑制了離心泵的壓力脈動，解決了水力振動問題。

（4）揭示了入流畸變對離心泵能量特性、壓力脈動和非定常激振力的影響機理，提出了以時序位置優(yōu)化和渦流發(fā)生器為技術(shù)特征的流動控制方法，創(chuàng)建了以優(yōu)化通流部件間匹配關(guān)系和抑制葉輪入流畸變?yōu)楹诵牡谋孟到y(tǒng)整體優(yōu)化設(shè)計和運行技術(shù)，有效解決了泵系統(tǒng)運行過程中的流激振動問題，實現(xiàn)了泵及其系統(tǒng)的高效匹配，系統(tǒng)能耗降低20%以上。

本項目已獲授權(quán)發(fā)明專利17項，實用新型22項；發(fā)表學(xué)術(shù)論文91篇，其中SCI/EI收錄53篇。

本項目已在陜西東雷抽黃、中石化、中海油、陜煤、晉煤、寶豐能源、新疆中泰、黃河鑫業(yè)、河南中能、江西能投等300多個大型泵系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用，泵系統(tǒng)能耗降低20%以上，2021年節(jié)電量達(dá)13.5億度。項目組主持完成了我國首臺600MW示范快中子反應(yīng)堆一回路主循環(huán)鈉冷雙吸離心泵工程樣機的水力設(shè)計，揚程曲線在運行范圍內(nèi)無駝峰，解決了該類核主泵水力穩(wěn)定性問題，打破了鈉冷快堆核主泵國外技術(shù)封鎖。近三年浙富控股集團股份有限公司、江蘇航天水力設(shè)備有限公司、廣東肯富來泵業(yè)股份有限公司、西安格睿能源動力科技有限公司和石油化工等用戶利用本技術(shù)產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益達(dá)50多億元，社會和經(jīng)濟效益顯著。

四、          客觀評價

1.陜西省水利廳科技計劃項目驗收意見

以張勇傳院士為組長的專家組一致認(rèn)為：……所研發(fā)的模型水泵的能量、空化、穩(wěn)定性、倒轉(zhuǎn)飛逸和零流量等主要性能指標(biāo)均達(dá)到或超過了專題“高揚程大流量離心泵水力模型研發(fā)”的要求，其中模型水泵最優(yōu)效率達(dá)到91.24%（以葉輪出口直徑為標(biāo)準(zhǔn)換算）、額定點效率為91.18%，模型加權(quán)平均效率達(dá)到90.98%；對應(yīng)原型最優(yōu)效率達(dá)到93.1%、額定點效率為93.04%、原型加權(quán)平均效率達(dá)到92.83%；上述指標(biāo)具有國際先進水平。……，擁有全面的自主知識產(chǎn)權(quán)，在高水頭大容量泵站工程具有廣泛的應(yīng)用前景。專家組一致同意該專題通過驗收。

2.離心泵水力模型同臺對比試驗

榆林黃河?xùn)|線馬鎮(zhèn)引水工程是納入《黃河流域綜合規(guī)劃（2012-2030）》和陜西省“十三五”規(guī)劃的重大基礎(chǔ)設(shè)施項目。……試驗于2021年由北京中水科水電科技開發(fā)有限公司組織、在中國水利水電科學(xué)研究院水力機械試驗臺水力進行。哈電、江蘇航天（項目組技術(shù)）、利歐、東電和安德里茨等廠家參加了同臺對比試驗。試驗結(jié)果表明，研發(fā)的離心泵水力模型在滿足效率和空化的基礎(chǔ)上，壓力脈動性能最優(yōu)、揚程駝峰裕量最大，穩(wěn)定性為國際領(lǐng)先水平。

3.陜西省水利廳科技計劃項目驗收意見

……項目開發(fā)出高效抗磨蝕的水沙兩相流離心泵，……其在高含沙水流條件下的水泵效率達(dá)到87%以上，使用時間超過了2800小時，壽命延長了2~3倍，基本解決了高泥沙灌區(qū)水泵的磨蝕嚴(yán)重和效率偏低問題，……，該項目完成了合同書規(guī)定的目標(biāo)任務(wù)和考核指標(biāo)，同意通過驗收。

4.國家自然科學(xué)基金結(jié)題結(jié)論

國家自然科學(xué)基金資助項目準(zhǔn)予結(jié)題通知：畸變?nèi)肓鳁l件下離心泵內(nèi)部流動機理及其壓力脈動特性研究（批準(zhǔn)號：51279106）和導(dǎo)葉式離心泵內(nèi)部旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生機理及其特性研究（批準(zhǔn)號：51679195）“按有關(guān)規(guī)定已審查完畢，準(zhǔn)予結(jié)題。”

5.浙富控股集團股份有限公司技術(shù)評價

……通過合作研發(fā)，已成功開發(fā)了一系列性能優(yōu)越水力模型，并成功應(yīng)用到國內(nèi)外多座大型水利樞紐、以及福建霞浦快堆核電站等大型工程。……累計完成了100余臺水力機械產(chǎn)品設(shè)計與制造，……與西安理工大學(xué)的合作使我公司水力機械整體性能處于************水平，項目技術(shù)的成功應(yīng)用與推廣極大提升了我公司在水力機械行業(yè)的市場競爭力和國際影響力。

6.江蘇航天水力設(shè)備有限公司技術(shù)評價

……歷經(jīng)20余年的深入合作研究，西安理工大學(xué)綜合水泵全三維設(shè)計方法、水泵內(nèi)流場的計算流體動力學(xué)分析技術(shù)和多目標(biāo)優(yōu)化算法，形成了國內(nèi)先進的大型水泵自動優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。……大幅提高了我公司水泵產(chǎn)品的整體性能，為我公司大型水泵產(chǎn)品的市場競爭力提供了有力支撐。研究成果在陜西榆林黃河?xùn)|線馬鎮(zhèn)引水工程、東莊水電站等大型工程得到成功應(yīng)用。

7.西安格睿能源動力科技有限公司技術(shù)評價

……與西安理工大學(xué)共同開發(fā)出了“一種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的整體優(yōu)化運行技術(shù)”國家發(fā)明專利，……截止目前，我公司利用上述技術(shù)完成了國內(nèi)的中國石化、中海油、陜煤集團、晉能控股、逸盛集團、陜鋼集團、陽煤集團、中電投等集團公司的百余家大型企業(yè)的300多套工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能改造工作，……均取得了顯著的節(jié)能效果，已被多家媒體和企業(yè)公開報道并獲得了企業(yè)的一致好評。

8.中國石油化工集團有限公司技術(shù)評價

……采用西安理工大學(xué)“基于三維CAD-CFD聯(lián)合的葉片泵整體優(yōu)化技術(shù)”所設(shè)計的高性能離心泵為核心節(jié)能設(shè)備，……大幅降低了我公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的能耗。……通過與西安理工大學(xué)的合作，我公司的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的裝備水平和運行控制水平得到了大幅提升，目前已經(jīng)完成包括川維、茂名石化、武漢石化等25家分公司70余套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的整體優(yōu)化，系統(tǒng)能耗平均降幅超過20%。

9.廣東肯富來泵業(yè)股份有限公司技術(shù)評價

廣東肯富來泵業(yè)股份有限公司自2012年以來與西安理工大學(xué)合作，……完成了對公司的多種不同規(guī)格類型的離心泵的水力性能優(yōu)化，普遍將離心泵的效率提高3%以上，最高效率超過92%，高效區(qū)拓寬，整泵的運行穩(wěn)定性提升，使得我公司的離心泵產(chǎn)品暢銷國內(nèi)外。……

五、          應(yīng)用情況

本項目成果在陜西東雷抽黃、榆林黃河?xùn)|線馬鎮(zhèn)引水工程、東莊水利樞紐、福建霞浦核主泵（首臺國產(chǎn)化第四代快堆核主泵）、以及中國石化、中海油、陜煤集團、晉能控股、逸盛集團、陜鋼集團、陽煤集團、中電投、河南能源、渝能集團、中泰集團等300多個大型泵系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用，離心泵綜合性能指標(biāo)達(dá)到國際先進水平，打破了國外在大型特種離心泵方面的技術(shù)壟斷。本項目已為企業(yè)創(chuàng)造的經(jīng)濟效益達(dá)50多億元，極大地推動了我國水力機械行業(yè)的技術(shù)進步，取得顯著經(jīng)濟和社會效益。

六、          主要知識產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等目錄：（限10條，所列專利證書頒發(fā)日期、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范發(fā)布日期、論文發(fā)表日期應(yīng)在2021年12月31日之前。）

七、          主要完成人情況

八、          主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻

九、          完成人合作關(guān)系說明：（合作方式包括專著合著、論文合著、共同立項、共同知識產(chǎn)權(quán)、共同獲獎、共同參與制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、產(chǎn)業(yè)合作等。）

西安理工大學(xué)、西安格睿能源動力科技有限公司、浙富控股集團股份有限公司、西安交通大學(xué)和浙江富安水力機械研究所有限公司5個單位分工明確，在技術(shù)上實行聯(lián)合攻關(guān)，對離心泵及其系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)開展了深入合作研究。項目主要完成人中的羅興锜、盧金玲、郭鵬程、馮建軍、孫帥輝、朱國俊和王李科來自西安理工大學(xué)，劉勝柱、占戈和李昀哲來自浙江富安水力機械研究所有限公司，祁大同來自西安交通大學(xué)。

項目第一完成人西安理工大學(xué)羅興锜教授，為西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點實驗室主任，自2000年開始開展本項目的研究工作，主要負(fù)責(zé)總體技術(shù)路線規(guī)劃和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

為推進產(chǎn)學(xué)研用的深度融合，由西安理工大學(xué)和浙富控股集團股份有限公司于2010年共同組建了浙江富安水力機械研究所有限公司，負(fù)責(zé)浙富控股集團股份有限公司的水力機械新產(chǎn)品的研發(fā)，西安理工大學(xué)多名教授在浙江富安水力機械研究所有限公司任職，羅興锜教授為研究所所長，主持全面工作，郭鵬程教授為副所長，馮建軍教授為研究所水力開發(fā)部部長。浙江富安水力機械研究所有限公司與西安理工大學(xué)共同研發(fā)出一系列高性能水力機械水力模型。

西安理工大學(xué)盧金玲教授、朱國俊副教授、孫帥輝副教授和王李科講師作為本項目的主要完成人，與羅興锜教授、郭鵬程教授、馮建軍教授為一個團隊，共同進行了離心泵及其系統(tǒng)的理論研究，研發(fā)出了高性能抗磨蝕離心泵，并在浙江富安水力機械研究所有限公司完成了性能測試。

西安交通大學(xué)祁大同教授與盧金玲教授共同提出離心葉輪的二層設(shè)計策略，建立了水泵葉片間接參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計方法，解決了由于葉片設(shè)計空間太大難以同時優(yōu)化葉輪軸面和葉片型線的問題。

劉勝柱教授級高工為浙江富安水力機械研究所有限公司副所長、水力開發(fā)總設(shè)計師。與西安理工大學(xué)羅興锜教授、馮建軍教授等合作提出了離心泵抗磨蝕設(shè)計方法，為離心泵性能指標(biāo)的突破奠定了基礎(chǔ)。浙江富安水力機械研究所有限公司的占戈和李昀哲參與了項目中多個離心泵的水力模型開發(fā)優(yōu)化、性能測試及工程應(yīng)用方面的工作。

完成人合作關(guān)系情況匯總表