[01260484]高效大功率矿用多级泵基础理论研究与工程应用

矿用多级泵是煤矿采掘行业的核心动力源装置，更是煤矿透水抢险的“救命设备”，直接关系到煤矿安全生产与能源稳定供给。

为解决原有矿用多级泵单级扬程低、能耗高、可靠性差、结构复杂和体积庞大等长期制约行业发展的难题，本项目历经十余年，对矿用泵基础理论、设计方法、关键技术、产品开发等进行了系统、深入的研究，研制出了国内首台4000kW功率、1800m扬程的超大型矿用多级泵等系列产品，促进了我国煤矿采掘装备的国产化和泵行业的技术进步。

（1）建立了矿用多级泵内部流动测试平台，创新了矿用多级泵三维瞬态全流场的精细数值计算方法；精确仿真了多级泵自吸过程，建立了多级泵内部能量损失的耦合数学模型，提出了基于灰色关联度的多级泵多参数自动优化设计方法，完善了矿用多级泵的基础理论和设计方法。

（2）创建了基于极大叶轮外径的矿用多级泵斜切式复合变曲率叶轮设计方法，提出了新型双曲线轴向导叶设计法，显著提高了泵的单级扬程和效率，缩短了泵体长度，提高了矿用多级泵在抢险救灾中的机动性。较国内外同类产品，泵效率提高近10个百分点，泵体长度及重量减少30%以上，实现了节能节材，解决了传统矿用多级泵能耗高、机动性差等关键技术难题。

创新提出了矿用多级泵浮动密封环和多出水口涡室结构以及组合密封技术，研制了自主循环散热的大型高压潜水电机，独创了机组智能控制和安全保护系统，创新了水力部件激光强化工艺，保证了矿用多级泵在深水和多沙复杂环境下的安全可靠运行实现零部件节材20%～30%，机组成本降低了15%～20%，可靠性和使用寿命提高30%～45%，攻克了传统产品可靠性差、使用寿命短、制造成本高等行业难题。

自主开发了矿用多级泵优化设计软件和结构强度校核软件，研发了系列高效、高可靠矿用多级泵产品，解决了影响煤矿生产安全和节能降耗的若干关键技术难题，参与制修订国家和行业标准，引领了矿用泵行业发展和科技进步。河南矿山抢险救灾中心、神华集团、俄罗斯先锋矿业等用户证实，产品效率高、可靠性高，平均无故障运行时间超过3000小时。科技成果鉴定证实，研制的系列产品高效范围宽，轴向力小，可靠性高，综合技术指标达国际领先水平。