PDF《2019 年浙江省科技进步奖推荐项目公示表》

2019 年浙江省科技进步奖推荐项目公示表

一、项目名称: 大功率流程离心泵关键技术及产业化

二、推荐单位及推荐意见 推荐单位 浙江省教育厅 推荐意见(限600 字) 流程离心泵是石化、化工和煤化工等流程工业的核心关键设备.

随着我国大炼油和煤化工等流程 工业的发展,流程离心泵向大功率(高压、大流量)方向发展,加上使用工况苛刻(高温、低温、含 固体颗粒和低汽蚀余量等) ,导致这些大功率流程离心泵研发难度极大,我国炼油和石化等流程工业关 键装置用大功率流程离心泵需要进口,严重制约着我国流程工业的自主化建设和运行. 针对严苛工况大功率流程离心泵涉及的内部流动、转子动力和结构设计等关键技术难题,历经

10 余年的持续攻关,创立了基于考虑动静干涉、非线性和弱可压等特征的泵内全流场湍流流动计算方法、 基于熵产分析和叶片载荷分布的水力设计方法,建立了全流场非定常流动激励作用的转子动力特性分 析设计方法,针对高温、高压、易燃易爆介质、含固体颗粒和变工况等不同介质和运行特点进行了结 构创新设计,开发出加氢反应进料泵、高压切焦水泵、高温油浆泵、急冷油泵和高扬程高速离心泵等 高端流程离心泵产品,成功应用于中石化、中石油、中海油、神华集团和浙江石化等大企业并出口到

20 多个国家和地区. 项目形成了具有核心自主知识产权和居国际领先水平的大功率流程离心泵基于熵产分析和叶片载 荷分布的水力设计方法和基于全流场非定常流动激励作用的转子动力特性分析设计方法,实现了大功 率流程离心泵产业化和应用,加快了流程工业关键用泵国产化进程,促进了我国流程工业装置和能源 项目的自主化建设和运行. 推荐该项目为省科技进步奖 一 等奖.

三、项目简介 主要技术内容、授权知识产权情况、技术指标、应用推广及取得的经济社会效益等(限1000 字) 流程离心泵是石化、化工和煤化工等流程工业的核心关键设备.随着炼油和煤化工等流程工业 向大型化发展,流程离心泵向大功率(高压、大流量)方向发展,加上使用工况苛刻(高温、低温、 含固体颗粒和低汽蚀余量等) ,导致这些大功率流程离心泵研发难度极大,一是由于大功率流程离 心存在叶轮线速度大、流体压力高、叶轮主流场与间隙之间的尺寸跨度大、低温和易汽化介质的弱 可压性等特征,再加上高温和含固体颗粒等严苛工况,导致泵内部流动非常复杂,未能形成考虑这 些特征的泵内全流场湍流流动计算和水力设计方法;

二是没有考虑泵内全流场非定常流动特性对转 子动力特性的影响,尚未建立相应的转子动力系统设计分析方法,不能保证运行平稳性;

三是没有 针对严苛工况开展针对性的结构设计,不能保证严苛工况下的运行可靠性.这些关键技术难题一直 未能得到很好解决,严重制约着大功率流程离心泵的研发及其在大炼油和煤化工等流程工业的应 用,我国流程工业关键用泵需要依赖进口. 根据大炼油等流程工业关键用泵国产化和出口一带一路国家的实际需求, 针对这些关键难题开 展了历经

10 余年的持续攻关,取得了突破性创新成果: (1)建立了考虑动静干涉、非线性和弱可压等特征的泵内全流场湍流流动计算方法,揭示了 流程泵内部非定常流动特性对水力性能的影响机理, 创立了基于熵产分析和叶片载荷分布的水力设 计方法,提高了石化离心泵的水力性能. (2)基于全流场非定常流动激励作用,拓展了转子动力特性分析设计方法,建立了转子动力 特性与泵内非定常流动之间的映射关系,开发了转子系统动力特性分析软件,保证了石化离心泵运 行平稳性. (3)针对高温、高压、大流量、易燃易爆介质、含固体颗粒、变工况等不同介质和运行特点, 在结构上进行了创新,开发出加氢反应进料泵、高压切焦水泵、高温油浆泵、急冷油泵、大功率高 速离心泵等高端流程离心泵产品. 项目获授权发明专利