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 水泵技术的现状和发展 1、我国泵产品图样的来源可分为联合设计、引进、自行开发等几种 (1)联合设计产品 以沈泵所为主的研究单位, 20 世纪 60~80 年代,组织有关泵厂进行了许多种泵的联合设计。如 IS ( IB )型单级单吸离心泵; IH 型化工泵; S ( SH )型双吸离心泵; D ( DG )型节段式多级泵; W 型旋涡泵; Y 型油泵; JC 型深井泵; HW 型混流泵; QJ 型深井潜水泵; IR 型热水泵; BPZ 型喷灌自吸泵; FY 型耐腐蚀液下离心泵; 3G 型三螺杆泵等。 这些产品当时都是国内的主导产品,至今仍在生产,但是有些产品的结构(造型)、性能指标比较落后,应当逐步用新型产品替代。 气动隔膜泵 多级泵 阀门 (2)引进产品 80 年代以前我国引进的泵技术很少,到改革开放初期,大量从国外引进泵技术,并随着外国泵公司以合资或独资的形式陆续进入我国,也带进了一些新的泵产品技术。 例如: 石泵-沃尔曼的渣浆泵;石泵(天津电机厂)-德国里兹公司的井用潜水电泵;沈泵(上泵)-德国 KSB 公司的锅炉给水泵;上海电力修造厂-英国威尔公司的锅炉给水泵;上海水泵厂- KSB 公司的冷凝水泵;长沙水泵厂-日本日立公司的冷凝水泵;大连耐酸泵厂-瑞士苏尔寿公司的 CZ 、 ZA ( ZE )等化工流程泵;上海水泵厂泵-美国德来赛公司的污水泵;佛山水泵厂-德国西门子公司的水环真空泵;上海水泵厂- KSB 公司的热水泵、船用泵;天津工业泵总厂-德国阿尔维勒公司的螺杆泵;天津工业泵总厂-日本大晃公司的船用泵;南京深井泵厂-德国 ABS 公司的潜污泵;长沙水泵厂-美国英格索尔公司的大型立式斜流泵;上海第一水泵厂-英国 M · J 公司的高扬程多级离心泵;襄樊五二五厂-法国 H · S 公司的磷酸泵等。 管道泵 管道离心泵 引进的这些泵产品,技术比较成熟,性能比较先进,对推动我国泵技术的发展起了重要作用,成为我国泵产品的主体,至今仍大量生产。其中有的产品在结构或性能 方面也存在问题,应进一步改进。 (3)外国在华合资(独资)泵企业的产品 例如:上海 KSB - Omega(RDL) 双吸泵、锅炉给水泵、冷凝泵;嘉立特(茬原)-化工流程泵;佛山(安德里兹)-纸浆泵;南京古尔兹- ISO 型单级单吸离心泵、 P 型节段式多级离心泵;大连帝国-屏蔽泵;沈阳飞力-潜水排污泵;苏州格兰富-冲压泵;兰州耐驰-螺杆泵。 这些产品的质量大都比国内产品好,尽管价格高,但销售情况很好。 (4)自行开发产品 AY 油泵; TSWA 多级离心泵; ZJ 渣浆泵;管道泵;直联离心泵;高楼给水泵;空调泵;潜水排污泵;立式排污泵;潜水轴流泵(混流泵);双吸泵;纸浆泵等。 这些产品大部分通用化、标准化程度不高,性能也有待进一步提高。 2、关键泵产品从部分进口到现在基本全部国化 由于引进产品和 KSB 等著名企业的进入,我国泵的生产能力显著提高。国民经济部门的主要关键用泵基本上都可以生产。例如:超临界锅炉给水泵(温度压力 25 ~ 35MPa );乙烯和加氢装置用高速泵、高压多级泵;钢厂高压除鳞泵;东深、南水北调工程用大型调水泵;矿用大流量高扬程( 1 000m )排水泵;电厂用烟气脱硫泵;炼厂用高温油浆泵。 3、以CAD为主的新技术广泛应用 (1)水泵的 模具、叶片和重要零件开始用数控机床加工,从而可以提高泵的制造质量,图 1 是用数控铣床加工轴流泵叶片和用于加工的叶片三维图。 (2)泵水力设计与绘型软件逐渐代替人工计算和绘图 有人问用这个软件设计的泵效率有多高,这是外行人说的话,再好的软件也要人去使用,可以溶入设计者的设计思想和经验,而且快速、准确。图 2 是用 JP1 软件设计的螺旋离心泵叶轮水力图,设计该图只需 10min ,人工设计可能要两天。 (3)泵内流场计算从准三元非黏性流动向全三元黏性流动进展 准三元非黏性流动计算的主要方法是 S1 、 S2 两类流面迭代,它是把三维流动降维成二维,也就是用子午面(轴面)和任意转面(流面)上的流动进行迭代求解,解决三维流动问题。由于把复杂的三维流动简化 成二维求解,使得解的精度受到影响。 近年计算流体动力学( Computational Fluid Dynamics ) , 简称 CFD 问世,为流体机械流场计算提供了新的思路和手段。用 CFD 进行流场计算,首先要把计算区域画成三维实体,然后生成网格 ( Grid Generation ),再用商用 CFD 软件 Fluent 等进行计算


内部流场测量 以前经常采用探针进行测量,一方面控针本身对流动的影响很大,另一方面测量旋转流场的转换装置也很复杂。进一步使用激光多普勒测速仪( LVD ) ,它是用激光照射流动中的粒子,光被粒子散射,根据散射的成度测量流速。这种方法已经成熟并广泛应用,但是一般只测量一点速度的某一分量。现在开始使用粒 子图象测速技术( PIV ),其工作原理是在流场中散布示踪粒子,用脉冲片光源照射流场,通过连续两次或多次曝光,粒子图象被记录在底片上,由此获得流场速度分布。这种方法突破传 统的单点测量的限制,可瞬时无接触测量一个截面上的速度分布,具有较高的测量精度. 油桶泵 抽油泵 (5)优化设计方法 为了提高泵的性能,许多学者进行了优化设计方法研究。归纳起来主要有以下几种方法:以优秀模型统计资料为基础的速度系数优化法;以水力损失最小为目标的损 失极值优化法;以某一指标为目标函数的准则筛选优化法。值得说明的是目前的优化设计方法,可能只对具体泵的设计有指导意义。另外 CFD 等先进技术的问世,在很大程度上冲淡了对优化设计的兴趣,近两年研究优化设计方法的学者逐渐减少。
   国内 2004 年按销售值排列前十大泵企业(因统计不全,可能有误,仅供参考): 隔膜泵 上海凯泉泵业集团;沈阳水泵厂有限公司;上海 KSB ;上海电力修造厂有限公司;大耐泵业有限公司;石家庄水泵有限公司;湘电长沙水泵厂有限公司;博泵科技有限公司;上海连成泵业有限公司;上海东方水泵泵 业有限公司。 国内泵产值年增长率 10.5% ,约为国家经济增长率的 1.5 倍,是世界泵年增长率 4.3% 的 2.5 倍。随着建筑、电力、钢铁、石化、环保工业的发展和向第三世界出口泵产品的增加,这种快速增长的形势将保持几年。 从地区上在看,江浙沪发展最快,泵年产值约占全国的 60% ;上海泵年产值约占全国的 20% ,按销售值排列全国前十名有半数在上海,因而上海逐渐成为全国泵业的中心。
 泵企业概况 生产电厂(包括核电)、冶金、石化等部门用的具有高技术含量泵的国企(如沈泵、石泵、隔膜泵湘电长沙水泵、上海电力修造厂等)维持生存, ITT 、 KSB 、茬原等世界著名泵企业(如上泵- KSB 、 ITT 南京古尔兹、嘉立特-茬原、博泵-茬原、大耐-苏尔寿(海密梯克、里瓦赫伯特)、佛泵-安德里兹、大连帝国、上海尼可尼等)逐步进入我国,民营泵企业快速 发展。现在国内泵企业约 1 000 家,占世界泵企业 10 000 家的 1/10 ;国内泵产值 2004 年约 220 亿人民币,约占世界泵产值 270 亿美元的 1/10 ,世界十大泵企业产值约占世界泵总产值的 22% ,我国十大泵企业的产值也约占全国泵产值的 22% 。 排污泵 污水泵 世界 2004 年按销售值排列十大泵企业(引自沈泵所 2005 年 3 月上海行业会资料): 1 、美国 ITT ( 17. 01 亿美元); 2 、美国 FLOWSERVE ( 10.3 亿美元); 3 、丹麦格兰富( 10.1 亿美元); 4 、日本荏原( 10.0 亿美元); 5 、德国 KSB ( 9.0 亿美元); 6 、瑞士苏尔寿( 6.83 亿美元); 7 、英国威尔( 5.84 亿美元); 8 、德国威乐( 5.84 亿美元); 9 、美国 IDEX ( 4.27 亿美元); 10 、美国 PENTAIR ( 4.0 亿美元)
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