大型泵站高效安全核心技术创新与应用

成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新产品

合作方式：技术转让、技术开发、技术服务

参与活动：

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 9 项
已授权专利,其中:发明专利 5 项
专利号:
ZL201110134985.3,ZL201310008137.7,ZL201210561707.0

成果简介

成果概况

本项目成果涉及大型泵站工程的核心技术创新。泵站水力系统由水泵、过水通道和引河前池组成。优秀的水泵性能、顺畅的过水通道和良好的来流环境是泵站高效安全运行的保证。项目组在20多项国家基金、国家支撑计划、省基金和重大工程科研项目的支持下，历时20余年，致力于大型泵站高效安全核心技术研发和创新，解决了大量的工程技术难题。

创新要点

（1）针对大型泵站核心部件水泵，基于三维流动和平面叶栅理论，研发了多目标、多工况、集成优化设计和水泵叶片曲面全域数字化的成套技术，打破国外技术垄断，研制出高效区宽广、泵段最高效率达86%以上的轴流式水泵和综合效率大幅提高的对称翼型叶轮水泵。（2）运用球形测针、LDV和PIV技术揭示了泵系统流动规律和非稳定区特性，建立了以最小阻力损失为目标的泵系统关键构件优化模型，研发了高效S形弯管和曲线扩散柱面出水结构，分别应用于轴伸式贯流泵和双层箱型通道泵系统，提高泵系统的效率分别达4和8个百分点，突破了双层箱型通道泵系统效率低下的瓶颈。（3）提出了以泵系统性能最优为目标的等扬程加大流量的水泵选型方法，修正了长期以来造成泵系统高效点偏离的传统选型方法，确保泵系统高效运行；基于叶轮进出口流动分析，提出了水泵变角调节公式，破解了水泵变角性能无法换算的难题. （4）揭示了大型泵站进水回流的机理和旋涡运动的时空特性，基于最小能耗率理论和涡管能量守恒原理，提出引河前池断面优化设计方法，研发了改善流场分布的水流调控和防涡消涡技术，解决了泵站水流无涡设计的关键技术难题，确保泵站安全稳定运行。

主要技术指标

研发了大型低扬程水泵多目标、自动优化及适应多种运行工况的成套技术，水泵高效率区大幅度拓宽，泵段最高效率达到86.1%；基于变环量分布控制，首创对称翼型双向叶轮水泵，泵系统综合效率提高15个百分点；在国内首创大型泵站轴流式水泵叶片数字造型技术，为数控加工提供了技术保障，并在实际工程中广泛应用。

其他说明

本成果共申请发明专利9项，授权发明专利5项、实用新型专利14项，软件著作权4项，编写水利行业标准2部，发表SCI/EI收录论文100多篇；成果已在国家南水北调、淮河和太湖治理等重大工程及江苏、浙江、上海、安徽、广东、新疆等省(市、自治区)50余座大型泵站中得到了成功应用，取得经济效益52.73亿元，防灾减灾、环境生态社会效益非常显著。

完成人信息

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