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中國水泵及其電控系統的發展
點擊次數：363 發布時間：2014-2-14
生產電廠（包括核電）、冶金、石化等部門用具有高技術含量泵國企（如沈泵、石泵、湘電長沙水泵、上海電力修造廠等）維持生存， ITT 、 KSB 、茬原等世界泵企業（如上泵－ KSB 、 ITT南京古爾茲、嘉立特－茬原、博泵－茬原、大耐－蘇爾壽（海密梯克、里瓦赫伯特）、佛泵－安德里茲、大連帝國、上海尼可尼等）逐步進入我國，民營泵企業快速發展。現國內泵企業約 1 000 家，占世界泵企業 10 000 家 1/10 ；國內泵產值 2004 年約 220 億人民幣，約占世界泵產值 270億美元 1/10 ，世界泵企業產值約占世界泵總產值 22% ，我國泵企業產值也約占全國泵產值 22% 。
世界 2004 年按銷售值排列泵企業(引自沈泵所 2005年上海行業協會資料)：
1 、美國 ITT （ 17. 01 億美元）； 2 、美國 FLOWSERVE （ 10.3 億美元）； 3 、丹麥格蘭富（ 10.1 億美元）； 4 、日本荏原（ 10.0 億美元）； 5 、德國 KSB （ 9.0 億美元）； 6 、瑞士蘇爾壽（ 6.83 億美元）； 7 、英國威爾（ 5.84 億美元）； 8 、德國威樂（ 5.84 億美元）； 9 、美國 IDEX （ 4.27 億美元）； 10 、美國 PENTAIR （ 4.0 億美元）
國內 2004 年按銷售值排列前泵企業（因統計不全，可能有誤，僅供參考）： 上海凱泉泵業集團；沈陽水泵廠有限公司；上海連成泵業有限公司；上海東方泵業有限公司；上海滬龍泵業有限公司；上海KSB ；上海電力修造廠有限公司；大耐泵業有限公司；石家莊泵業有限公司；湘電長沙水泵廠有限公司；博泵科技有限公司。
國內泵產值年增長率10.5% ，約為國家經濟增長率1.5 倍，是世界泵年增長率4.3% 2.5 倍。建筑、電力、鋼鐵、石化、環保工業發展和向第三世界出口泵產品增加，這種快速增長形勢將保持幾年。
從區上看，江浙滬發展zui快，水泵年產值約占全國 60% ；上海泵年產值約占全國 20% ，按銷售值排列*名有半數上海，上海逐漸成為全國泵業中心。
1、我國泵產品圖樣來源可分為聯合設計、引進、自行開發等幾種
（1）聯合設計產品 以沈陽水泵研究所 為主研究單位，20 世紀 60~80 年代，組織有關泵廠進行了許多種泵聯合設計。如 IS （IB）型單級單吸泵； IH 型化工泵； S（SH）型雙吸離心泵； D （DG ）型節段式多級泵； W 型旋渦泵； Y 型油泵； JC 型深井泵； HW 型混流泵； QJ 型深井潛水泵； IR 型熱水泵； BPZ 型噴灌自吸泵； FY 型耐腐蝕液下泵； 3G 型三螺桿泵等。
這些產品當時都是國內主導產品，至今仍生產，有些產品結構（造型）、性能指標比較落后，應當逐步用新型產品替代。
（2）引進產品 80 年代以前我國引進泵技術很少，到改革開放初期，大量從國外引進泵技術，并外國泵公司以合資或獨資形式陸續進入我國，也帶進了一些新泵產品技術。例如： 沈泵（上泵）－德國 KSB 公司鍋爐給水泵；天津工業泵總廠－德國阿爾維勒公司螺桿泵；石泵－沃爾曼渣漿泵；石泵（天津電機廠）－德國里茲公司井用潛水電泵；上海電力修造廠－英國威爾公司鍋爐給水泵；上海水泵廠－ KSB 公司冷凝水泵；長沙水泵廠－日本日立公司冷凝水泵；大連耐酸泵廠－瑞士蘇爾壽公司 CZ 、 ZA （ZE）等化工流程泵；上海水泵廠泵－美國德來賽公司污水泵；佛山水泵廠－德國西門子公司水環真空泵；上海水泵廠－KSB 公司熱水泵、船用泵；天津工業泵總廠－日本大晃公司船用泵；南京深井泵廠－德國 ABS 公司潛污泵；長沙水泵廠－美國英格索爾公司大型立式斜流泵；上海*水泵廠－英國 M·J 公司高揚程多級離心泵；襄樊五二五廠－法國 H·S 公司磷酸泵等。
引進這些泵產品，技術比較成熟，性能比較*，對推動我國泵技術發展起了重要作用，成為我國泵產品主體，至今仍大量生產。其中有產品結構或性能方面也存問題，應進一步改進。
（3）外國華合資（獨資）泵企業產品 例如：沈陽飛力－潛水排污泵；蘇州格蘭富－沖壓泵；上海KSB－Omega(RDL) 雙吸泵、鍋爐給水泵、冷凝泵；嘉立特（茬原）－化工流程泵；佛山（安德里茲）－紙漿泵；南京古爾茲－ ISO 型單級單吸離心泵、 P 型節段式多級離心泵；大連帝國－屏蔽泵；蘭州耐馳－螺桿泵。
這些產品質量大都比國內產品好，盡管價格高，但銷售情況很好。
（4）自行開發產品 AY 油泵； TSWA 多級離心泵； ZJ 渣漿泵；管道泵；直聯離心泵；高樓給水泵；空調泵；潛水排污泵；立式排污泵；潛水軸流泵（混流泵）；雙吸泵；紙漿泵等。 這些產品大部分通用化、標準化程度不高，性能也有待進一步提高。 2
引進產品和水泵制造企業進入，我國泵生產能力顯著提高。國民經濟部門主要關鍵用泵基本上都可以生產。例如：超臨界鍋爐給水泵（溫度壓力 25 ～ 35MPa ）；乙烯和加氫裝置用高速泵、高壓多級泵；鋼廠高壓除鱗泵；東深、南水北調工程用大型調水泵；礦用大流量高揚程（1000m ）排水泵；電廠用煙氣脫硫泵；煉廠用高溫油漿泵。 3CAD
（1）水泵模具、葉片和重要零件開始用數控機床加工，可以提高泵制造質量。
（2）水泵水力設計與繪型軟件逐漸代替人工計算和繪圖 有人問用這個軟件設計泵效率有多高，這是外行人說話，再好軟件也要人去使用，可以溶入設計者設計思想和經驗，快速、準確。
（3）泵內流場計算從準三元非黏性流動向全三元黏性流動進展 準三元非黏性流動計算主要方法是S1 、 S2 兩類流面迭代，它是把三維流動降維成二維，也就是用子午面（軸面）和任意轉面（流面）上流動進行迭代求解，解決三維流動問題。把復雜三維流動簡化成二維求解，使解精度受到影響。 近年計算流體動力學（ Computational Fluid Dynamics ） , 簡稱 CFD 問世，為流體機械流場計算提供了新思路和手段。
（4）優化設計方法 提高泵性能，許多學者進行了優化設計方法研究。歸納起來主要有以下幾種方法：以模型統計資料為基礎速度系數優化法；以水力損失zui小為目標損失極值優化法；以某一指標為目標函數準則篩選優化法。值說明是目前優化設計方法，可能只對具體泵設計有指導意義。另外 CFD 等*技術問世，很大程度上沖淡了對優化設計興趣，近兩年研究優化設計方法學者逐漸減少。
（5）內部流場測量 以前經常采用探針進行測量，控針本身對流動影響很大，另測量旋轉流場轉換裝置也很復雜。進一步使用激光多普勒測速儀（ LVD ） ，它是用激光照射流動中粒子，光被粒子散射，散射成度測量流速。這種方法已經成熟并廣泛應用，一般只測量一點速度某一分量。現開始使用粒子圖象測速技術（ PIV ），其工作原理是流場中散布示蹤粒子，用脈沖片光源照射流場，連續兩次或多次曝光，粒子圖象被記錄底片上，由此獲流場速度分布。這種方法突破傳統單點測量限制，可瞬時無接觸測量一個截面上速度分布，具有較高測量精度. 4
（1）我國自行總結出無堵塞泵設計方法，基本達到實用程度，國內廣泛使用 設計方法主要包括：沿流道中線斷面變化規律設計雙流道葉輪；方格網保角變換方法設計螺旋離心式葉輪；葉輪外徑、蝸室zui大外徑和喉部面積三要素設計旋流式葉輪。
（2）低比轉速泵理論和設計研究廣泛而深入 無過載設計方法到推廣應用，采用長短葉片和短葉片偏置取良好效果。 5
2004 年 9 月 25 日至 2005 年 1 月 16 日，全國 27 個模型，參加了*南水北調工程水泵模型天津同臺測試。本次試驗領導有力、組織嚴密、監督公正、數據準確。模型比轉速 500 ～1500 ，基本復蓋了軸流泵使用范圍；和原模型相比，效率提高約 2% ，流量提高約 5% 。有 7 個模型角度平均效率超過 85% ，已達到國外同類模型*水平。國家南水北調等重要工程低揚程水泵，大部分將從這些模型中選用。
1 泵是一種通用機械，應用非常廣泛，新領域用泵不斷出現。例如：心臟泵、噴水推進泵、計算機冷卻泵、空調泵、導熱油泵、油氣混輸泵、煙氣脫硫泵、石油平臺注水泵等。可能還存著應當用泵方而沒有用泵，新用泵領域也會不斷出現，這就需要我們注意發現并致力開發。
2CFDPIV
CFD 等新技術*性，不可否認，現各院校都有軟件，都進行計算，研究生 50% 以上課題都與此有關。一項新技術從發展成熟有一個過程，目前應作為一種解決實際工程問題輔助手段，與傳統設計方法配合使用。另外要盡量結合實際 ，否則就難以成熟和提高。開始階段不要把題目選過大，有選一臺泵從進口算到出口，一個泵站從進水池算到出水池，這樣計算結果難以判斷。像渣漿泵磨損部位、進水流道旋渦部位等很適合用 CFD 和 PIV 技術進行研究。還有，一些大泵廠應與有條件院校合作開展這方面研究工作。 3
要提高泵技術水平必須解決關鍵技術問題。例如：渣漿泵磨損機理研究；斜流泵水力模型研究；自吸泵簡化結構、提率研究；便于檢修、大流量、高揚程礦山排水泵和輸油泵研究開發；新型船用泵研究開發；大型煙氣脫硫泵、煤液化用高溫、高壓泵研究開發；屏蔽泵、磁力泵提高可靠性研究；新型計量泵（隔膜泵）研究開發；提高部分流泵效率研究等。 4
無錫億志（新加坡獨資）、揚州川源（臺資）兩個泵公司，利用國內技術、設備生產出可和*產品媲美泵產品，其原因有精品意識。
上海KSB公司Omega 雙吸泵，28 個品種，共用 6 根軸，每種泵裝 A 、B 兩種葉輪，每種葉輪切割三次外徑，這樣每種泵有 8 條性能曲線，大幅度提高了泵使用范圍。
南京古爾茲生產 ISO單級單吸離心泵， 39 個品種，共用 5 根軸，每種泵有 4 條性能曲線，結構緊湊、重量輕、體積小。
我國有些泵廠，有一個訂貨設計一種泵，做了一年泵，回過頭來一看可能是一個泵一個樣，制造成本高也就可想而知了。
縱觀泵技術發展，許多是采用了復合技術結果。例如： （1）離心葉輪和旋渦葉輪結合，成為離心旋渦自吸泵。 （2）射流噴頭和離心泵結合，成為離心射流自吸泵。 （3）水泵葉輪和水輪機轉輪結合，成為水輪泵。
（4）離心泵和活塞隔膜泵結合，構成一種強力自吸泵。 （5）誘導輪和離心輪結合，提高了泵抗汽蝕性能。
（6）雙吸葉輪和單吸葉輪結合，能解決汽蝕和軸向力平衡問題。 （7）長短葉片結合使用，解決葉輪進口堵塞和出口擴散問題。 （8）短葉片向長葉片背面偏署，可防止軸向旋渦和出口流動分離。
（9）下裝低揚程葉輪提液，上裝高揚程葉輪加壓長軸液下泵（雙輪液下泵），解決長軸液下泵制造困難，運行不可靠問題。
（10）把機械密封動、靜環裝末級葉輪后密封環處，成為軸向力平衡裝置，利用葉輪前、后壓差平衡軸向力，如能解決動、靜環磨損問題，經濟效益十分顯著。
（11）把平衡盤工作原理移置到葉輪后蓋板處，形成徑向、軸向兩個間隙，可以像平衡盤一樣自動平衡軸向力。當軸向力大時，葉輪向進口方向移動，軸向間隙增大，葉輪后面壓力降低，葉輪向后移動。反之亦然（見圖 5 ）。
（12）糊狀填料密封，這種密封美國赤士頓公司首先使用，并我國銷售，它是由石墨、纖維、四氟乙烯、硅膠等組成糊狀物，使用過程中，可以用注射槍注入（補充）。據說有些情況下用，效果不錯。盡管目前還不能所有泵上使用，這種思路十分可貴，有希望成為密封技術一項突破。 （13）渣漿泵葉輪采用扭曲葉片，可能會符合流動狀態而減輕磨損，并能提率。
采用復合技術成功實例不勝枚舉，要用好用活復合技術，要求有較寬知識面，并敢于倉新。