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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(xiàng)目

發(fā)布時(shí)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(xiàng)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(jìn)行公示，公示期為2022年6月17日-2022年6月23日（7個(gè)自然日）。

公示期間，任何單位或個(gè)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(jìn)步獎公示內(nèi)容

一、          項(xiàng)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(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司

提名意見：西安理工大學(xué)羅興锜教授團(tuán)隊(duì)長期以來以*********科技項(xiàng)目和國家重大需求為依托，結(jié)合特種離心泵的研發(fā)實(shí)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(jī)理、壓力脈動形成機(jī)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(jì)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(gè)大型泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)并制造了高性能離心泵，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，有力推動了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。特提名參評陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。

三、          項(xiàng)目簡介

泵作為國民經(jīng)濟(jì)中基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性的通用機(jī)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(yáng)程大、效率高、體積小等優(yōu)點(diǎn)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(jī)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(jìn)水平相比，國產(chǎn)離心泵效率約低2%~4%，泵系統(tǒng)運(yùn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)意義重大。

項(xiàng)目組從本世紀(jì)初的東雷抽黃水泵改造開始，以國家“863”計(jì)劃課題、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目以及企業(yè)委托項(xiàng)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(yùn)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(jī)理、壓力脈動形成機(jī)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(jì)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(jī)械葉片和軸面流道聯(lián)合的二層設(shè)計(jì)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(jià)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(jì)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(jī)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(yùn)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(jì)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(shí)時(shí)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(jī)理，提出了以時(shí)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(jì)和運(yùn)行技術(shù)，有效解決了泵系統(tǒng)運(yùn)行過程中的流激振動問題，實(shí)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(xiàng)目已獲授權(quán)發(fā)明專利17項(xiàng)，實(shí)用新型22項(xiàng)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文91篇，其中SCI/EI收錄53篇。

本項(xiàng)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(gè)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(xiàng)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(jī)的水力設(shè)計(jì)，揚(yáng)程曲線在運(yùn)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(tuán)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(jì)效益達(dá)50多億元，社會和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

四、          客觀評價(jià)

1.陜西省水利廳科技計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)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(yáng)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(diǎn)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(diǎn)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(jìn)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(yàn)收。

2.離心泵水力模型同臺對比試驗(yàn)

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(xiàng)目。……試驗(yàn)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(jī)械試驗(yàn)臺水力進(jìn)行。哈電、江蘇航天（項(xiàng)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(yàn)。試驗(yàn)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(yáng)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(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收意見

……項(xiàng)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(shí)間超過了2800小時(shí)，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(xiàng)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(yàn)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(xiàng)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(jī)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(jī)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(tuán)股份有限公司技術(shù)評價(jià)

……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(jì)完成了100余臺水力機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造，……與西安理工大學(xué)的合作使我公司水力機(jī)械整體性能處于************水平，項(xiàng)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(jī)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(jià)

……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(jì)方法、水泵內(nèi)流場的計(jì)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(jìn)的大型水泵自動優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jià)

……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(yùn)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(tuán)、晉能控股、逸盛集團(tuán)、陜鋼集團(tuán)、陽煤集團(tuán)、中電投等集團(tuán)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(bào)道并獲得了企業(yè)的一致好評。

8.中國石油化工集團(tuán)有限公司技術(shù)評價(jià)

……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(jì)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(yùn)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(jià)

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(yùn)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(xiàng)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(tuán)、晉能控股、逸盛集團(tuán)、陜鋼集團(tuán)、陽煤集團(tuán)、中電投、河南能源、渝能集團(tuán)、中泰集團(tuán)等300多個(gè)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(jìn)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(xiàng)目已為企業(yè)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)50多億元，極大地推動了我國水力機(jī)械行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，取得顯著經(jīng)濟(jì)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(xiàn)

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(xiàng)、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(tuán)股份有限公司、西安交通大學(xué)和浙江富安水力機(jī)械研究所有限公司5個(gè)單位分工明確，在技術(shù)上實(shí)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(xiàng)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(jī)械研究所有限公司，祁大同來自西安交通大學(xué)。

項(xiàng)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，自2000年開始開展本項(xiàng)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(jìn)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(tuán)股份有限公司于2010年共同組建了浙江富安水力機(jī)械研究所有限公司，負(fù)責(zé)浙富控股集團(tuán)股份有限公司的水力機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(xiàng)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(gè)團(tuán)隊(duì)，共同進(jìn)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(jī)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(jì)策略，建立了水泵葉片間接參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，解決了由于葉片設(shè)計(jì)空間太大難以同時(shí)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(jī)械研究所有限公司副所長、水力開發(fā)總設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)械研究所有限公司的占戈和李昀哲參與了項(xiàng)目中多個(gè)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