[00819059]万吨级高效海水淡化高压泵设计开发与工程示范

本项目属于“先进制造与重大装备—流体机械技术与设备”技术领域。我国是一个水资源贫乏的国家，反渗透海水淡化是解决水资源危机的战略选择。海水淡化用高压泵是反渗透海水淡化工程中的核心动力设备，是海水淡化工程的“心脏”。在反渗透膜选定的情况下，海水高压泵的效率直接决定反渗透海水淡化系统的能耗指标。“十一五”初期，海水淡化系统的动力设备高压泵主要依赖进口，欧美泵制造商通过技术垄断导致设备投资高，成为制约我国发展海水淡化产业发展的主要技术瓶颈。本项目依托科技部国家科技支撑项目“万吨级膜法海水淡化关键技术与装备研究”，取得了一系列成果并示范应用。主要科技内容：（1）发明了一种新型的轴向吸入多级高压泵结构，研制成功后首次应用于海水淡化示范工程中，填补了膜法海水淡化国产高压泵的空白，并获得了国家发明专利（授权号：ZL200710024398.2）；（2）提出了高效高压多级泵先进设计方法。研究了高效多级泵的结构形式，采用CFD方法分析了影响效率的叶片关键几何参数，优化了水力部件双相钢铸造工艺，提高了铸造精度和水力部件表面光洁度，获得了两项软件著作权；（3）研究了轴向力计算方法并开发了轴向力平衡装置。采用数值模拟和试验研究相结合的方法探讨轴向力计算的方法，并开发了专用计算软件；采用平衡鼓和平衡盘联合机构来平衡轴向力，采用水润滑轴承兼作平衡鼓，有效平衡了轴向力，保证了泵运转的安全性。（4）研发了高压泵水润滑轴承，并提出了轴系稳定运行的判定准则。首次将两端支撑液体动压轴承在大型海水淡化高压泵中应用，简化了泵的结构，并提高了泵的效率；基于泵转子系统进行模态分析、谐响应分析，研究了两端水润滑轴承支撑的转子系统的临界转速、不平衡敏感程度等动力学特性，保证了高压泵稳定可靠运行。经济技术指标：泵流量Q=221.28m<'3>/h ，扬程H=623.60m，效率η=83.20%。在浙江舟山六横岛万吨级海水淡化项目实现了工程示范应用，运行情况良好，且能耗低于进口高压泵10%以上，节约投资30%以上。本项目实现了反渗透海水淡化系统高压泵的国产化，性能指标达到国际领先水平，填补了我国反渗透海水淡化高压泵产品的空白，成果通过了科技成果鉴定，综合技术指标达到国际先进水平，效率指标达到国际领先水平，解决了制约海水淡化产业发展的甁颈问题，使我国能挤身该领域世界之强的行列。授权国家发明专利2项，软件著作权2项，发表学术论文20余篇；根据应用企业近三年销售统计，新增产值5.5487亿元，利润6065万元，税收5089.2万元，节支总额6147万元，具有显著的经济效益和社会效益。海水淡化国产高压泵的研究和开发，具有十分重要的战略意义。它必将进一步推动我国海水淡化工程的技术进步，降低淡水生产成本，提高技术创新能力，培育高新技术产品群，使海水淡化产业具有较强的后劲。同时，还将对缓解我国水资源紧缺、产业结构调整具有重要作用，推动了海水淡化装置的国产化进程，并提高了我国特种泵行业的技术进步。