大型单级双吸离心泵节能关键技术及应用
1、立项背景
大流量双吸离心泵是指水泵进口直径大于200mm、流量大于300m3/h的双吸离心泵。因其具有流量大、扬程高、运行平衡等特点，在水利、化工、能源、矿山等领域得到广泛应用，特别是我国大型化工装置、钢厂公用循环水、大型灌区提水工程、长距离高扬程调水工程等，普遍采用大流量双吸离心泵。然而，大流量双吸离心泵存在着压力脉动突出、运行稳定性差、耗能高等突出问题。但目前国内生产的大型单级双吸离心泵是1957按照前苏联中开泵标准设计的，当时考虑主要是用于农业灌溉，追求泵的高效率，但泵的性能曲线形状不好，泵外观显得粗、笨、重。当时设计手段落后，关键部件叶轮模型采用手工制作，制作误差大，不能达到设计水平。随着计算机技术和3D打印技术的飞速发展，水泵设计方法及CFD流场分析计算及优化设计技术有了突破性发展，水泵效率也有了大幅度提升。为此，项目组采用理论分析、数值模拟、模型试验和现场测试相结合的方法，开展了大流量双吸离心泵压力脉动调控与节能关键技术研究。
2、主要技术内容
1）、根据大型单级双吸离心泵的特殊要求，从旋转湍流入手，深入研究双吸离心泵内部压力脉动和耗能机理结构技术研究；
2）、掌握国际上最先进的三元理论水泵设计方法，突破高效节能的水力模型设计关键技术，产品效率高于国外同类产品。
3）、开展旋转流体机械流场内部分析研究，掌握流场内部分析、消除流场内部流动缺陷技术。
4）、开展结构静力学、转子动力学分析研究，消除振动等缺陷，满足提高运行可靠性、稳定性的要求。
5）、组织起草大型单级双吸离心泵国家技术标准。
3、技术经济指标
1）、高效节能
泵的效率性能指标达到国家节能标准——GB/T19762-2007《清水离心泵能效限定值及节能评价值》
的要求，效率比常规产品提高3%～5%以上；
2）、泵进口直径：150～1400mm
3）、流量：最高可达21000m3/h
4）、扬程：最高可达210m
5）、工作温度：常规上限为105℃
6）、工作压力：最高可达2.5MPa。
7）、每年实现销售收入20000万元以上，利润2000万元，税金1800万元。
4、应用推广情况
双吸离心泵在水利、化工、能源、冶金、市政等领域得到广泛应用。目前，全国水泵总装机功率超过10亿kW，年耗电约5500亿kwh。其中，从功率上看，有30%的泵型为大型双吸离心泵。现在，仅用于农业灌溉的双吸离心泵就达3300万kW，用于调水或供水工程的双吸泵达2850万kW。目前正在建设的多数高扬程调水泵站，如南水北调中线工程惠南庄泵站安装了8台单机流量10m3/s、功率7500kW的大流量双吸离心泵。随着我国经济的发展，特别是石油化工、农业灌溉和跨流域调水工程的建设，对大流量双吸离心泵的需求将会越来越大。公司每年销售双吸离心泵3000台套，实现销售收入30000万元，配套功率120万千瓦，全面采用该技术后，每年的节电效益就有有4.32亿元以上（每年运行300天计算，则节约电能：1200000×300×24×5%=4.32亿度电能）。因此，本项目针对双吸离心泵的研究成果，具有广泛的应用前景。