中國(guó)泵工業(yè)技術(shù)巨大進(jìn)步
  隨著世界信息革命席卷全球，再加上中國(guó)經(jīng)濟(jì)在新世紀(jì)高速發(fā)展，中國(guó)泵工業(yè)的設(shè)計(jì)制圖技術(shù)、冶煉鑄造技術(shù)、制造技術(shù)和泵測(cè)試技術(shù)都獲得了巨大進(jìn)步。
  在制圖設(shè)計(jì)技術(shù)上，當(dāng)今中國(guó)泵公司，無論是大型還是小型企業(yè)，不管是中高管理層，還是泵制造工廠或者車間，電腦應(yīng)用已經(jīng)普及。在泵技術(shù)或設(shè)計(jì)部門，CAD制圖技術(shù)也已普及，被廣大工程師所掌握，現(xiàn)今很難找出一塊圖版或一把丁字尺?，F(xiàn)今制圖效率大大提高，而且圖面整齊、清潔，又省掉了描圖一道工序。
  在葉片泵設(shè)計(jì)中，幾十年來一成不變的相似法、一元流線法和升力法，在新世紀(jì)也有了變化，只能作為初步設(shè)計(jì)了，緊接而來的新的設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生了：如逆設(shè)計(jì)法、可控速度矩法和優(yōu)化設(shè)計(jì)法等，被很多工程師所采用。
  近年來，各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的葉片泵都已經(jīng)向高效先進(jìn)水力/結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)趨勢(shì)快速發(fā)展。有些泵的設(shè)計(jì)有苛刻空間尺寸或安裝尺寸約束；有些泵只需要滿足最佳工況點(diǎn)的性能要求；有些則需滿足多工況點(diǎn)、特定的整個(gè)揚(yáng)程曲線；而有些泵則要求盡可能擴(kuò)大高效區(qū)范圍，這就促使一些公司引進(jìn)采用商業(yè)化的設(shè)計(jì)研發(fā)專用軟件和仿真軟件，如CN、CFX軟件等。這些軟件整合著多年設(shè)計(jì)、應(yīng)用和測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化完成設(shè)計(jì)并計(jì)算出泵流體部件幾何尺寸。這些三維水力模型可自動(dòng)生成網(wǎng)格，從各種最先進(jìn)、成熟的湍流模型中選擇合適湍流模型，作CFD和FEA分析計(jì)算并作數(shù)據(jù)處理分析。整個(gè)過程快速、簡(jiǎn)潔、較可靠。緊接著，葉輪數(shù)控加工編程模塊，可對(duì)葉輪快速加工模擬，檢查可能存在設(shè)計(jì)缺陷，幫助改進(jìn)設(shè)計(jì)。另外，也可以用激光快速成型儀制造葉輪模型，直接進(jìn)行精密鑄造再少切削加工便成?？傊?，整個(gè)設(shè)計(jì)、加工研發(fā)周期大大縮短。這種設(shè)計(jì)數(shù)字化、信息化、現(xiàn)代化給葉片泵設(shè)計(jì)、制造帶來了巨大進(jìn)步。
  在泵測(cè)試技術(shù)方面，這15年由于試驗(yàn)實(shí)行自動(dòng)控制，對(duì)流量、揚(yáng)程、功率及轉(zhuǎn)速等進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集、控制，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)際處理、曲線繪圖、精度分析等工作，工作效率大大提高，也有效提高了測(cè)試精度。中國(guó)泵工業(yè)在這方面也獲得很大進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化。這是泵宏觀測(cè)試技術(shù)進(jìn)步，在微觀上，即在泵內(nèi)流場(chǎng)測(cè)試方面，有些泵公司也開展LDV或PIV在泵內(nèi)流場(chǎng)測(cè)試。
  最近幾年，中國(guó)泵業(yè)中一些公司，如沈鼓集團(tuán)核電泵業(yè)有限公司，還非常重視流體力學(xué)、熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)等泵基礎(chǔ)性試驗(yàn)和研究。2011年開始，該公司已經(jīng)開始進(jìn)行國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目—高參數(shù)泵機(jī)械密封應(yīng)用基礎(chǔ)研究和國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目—機(jī)械裝備再制造的基礎(chǔ)科學(xué)問題。
  在新材料冶煉、鑄造、熱處理方面，新世紀(jì)的中國(guó)泵業(yè)也有突破，如天門泵業(yè)有限公司研制的“噴水推進(jìn)泵及其裝置SS2377超低碳雙相不銹鋼精密鑄件”在武漢通過國(guó)家級(jí)的國(guó)防科技成果鑒定。噴水推進(jìn)裝置廣泛應(yīng)用高速艦船，其材質(zhì)為超低碳雙相不銹鋼。該材質(zhì)冶煉、澆鑄、固熔熱處理技術(shù)是世界公認(rèn)的難題，僅有瑞典、日本、美國(guó)等少數(shù)國(guó)家掌握了其成型技術(shù)。該公司從研制D970型噴水推進(jìn)泵及其裝置中的全部超低碳雙相不銹鋼精密鑄件入手，對(duì)導(dǎo)葉體、葉輪和殼體等一系列精密鑄件進(jìn)行試制，掌握了利用精密樹脂砂型鑄造空間扭曲復(fù)雜薄壁翼型導(dǎo)葉片的整體成型技術(shù)，鑄造的葉片翼型無需機(jī)加工。利用鑄造模擬仿真軟件對(duì)鑄造工藝進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)了階梯澆鑄、高溫打箱落砂等工藝方法，有效地防止了鑄件缺陷的產(chǎn)生，研制成功D970型噴水推進(jìn)泵及其裝置的SS2377超低碳雙相不銹鋼精密鑄件，實(shí)現(xiàn)了鑄件r/ɑ兩相相比和固熔熱處理溫度的優(yōu)化控制，其金相組織、晶間腐蝕、力學(xué)性能、鑄件射線探傷和水壓試驗(yàn)等指標(biāo)均經(jīng)過第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，并經(jīng)中國(guó)船級(jí)社認(rèn)可。目前首創(chuàng)的單泵功率5000KW大功率噴水推進(jìn)泵及其裝置已成功應(yīng)用在中石油海上應(yīng)急救援的海軍高速三體搜救船上。
  在制造技術(shù)上，泵行業(yè)各公司，尤其是一些重點(diǎn)骨干企業(yè)，在近五年來，綜合實(shí)力全面提高，成批引入了數(shù)控機(jī)床，淘汰舊的機(jī)床。為了滿足核電用泵、火電用泵的高精度加工要求，進(jìn)口了鏜銑加工中心，如上海凱泉先后從國(guó)外進(jìn)口了德國(guó)九軸五聯(lián)動(dòng)落地鏜銑加工中心；意大利六軸五聯(lián)動(dòng)加工中心；德國(guó)六軸五聯(lián)動(dòng)龍門鏜銑加工中心；意大利的4m重型高精立式車銑中心；意大利2.5m重型高精立式車銑中心等。這些先進(jìn)制造母機(jī)將全面提升了加工制造能力和制造水平。
  隨著制造技術(shù)高速發(fā)展，中國(guó)泵產(chǎn)業(yè)始終長(zhǎng)期徘徊在中、低端產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造，而大量高端產(chǎn)品一直依賴進(jìn)口的局面打破了。近年，南水北調(diào)、西氣東輸、大型火電、石化、核電和國(guó)防等重大工程啟動(dòng)，尤其是核電用泵的首臺(tái)首套國(guó)產(chǎn)化和海軍艦艇泵噴設(shè)計(jì)、制造，推動(dòng)我國(guó)高端泵設(shè)計(jì)制造長(zhǎng)足進(jìn)步，水平和產(chǎn)品質(zhì)量都有了較大提高，研制出一大批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品，核電站用核二、三級(jí)泵，基本上實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，打破了國(guó)外的技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷。目前核電泵國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到了75%以上。
  重慶水泵廠有限公司研制的上充泵，運(yùn)行振動(dòng)值低于技術(shù)規(guī)格規(guī)定值的二分之一，其運(yùn)行平穩(wěn)性和可靠性優(yōu)于國(guó)外產(chǎn)品，其技術(shù)性能滿足百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站使用要求，達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
  上海電力修造總廠有限公司研制成功百萬千瓦級(jí)常規(guī)島前置泵、常規(guī)島主給水泵、循環(huán)水泵等產(chǎn)品也都實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。核級(jí)泵的國(guó)產(chǎn)化率已由6年前的5%提高到了目前的75%以上。
  上海凱泉泵業(yè)集團(tuán)為適應(yīng)核電的相關(guān)要求，建造了核泵冷、熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)架，可進(jìn)行核2級(jí)安全殼噴淋泵、高壓安全注射泵、低壓安全注射泵、余熱排出泵及上充泵的水力性能試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)、熱沖擊試驗(yàn)、雜質(zhì)試驗(yàn)。
  在高端泵產(chǎn)品方面，百萬千瓦超超臨界鍋爐給水泵、長(zhǎng)輸管線輸油泵（2000KW以上）、化工流程泵、高速泵等也實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。
  中國(guó)泵工業(yè)技術(shù)巨大進(jìn)步使這15年泵新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，是中國(guó)泵業(yè)發(fā)展史上前所未有的。這些新產(chǎn)品都是自主設(shè)計(jì)、研發(fā)的。如中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)制造的單泵驅(qū)動(dòng)功率為5000kW的噴水推進(jìn)泵及其裝置。又如2008年以后生產(chǎn)的600MW超臨界機(jī)組給水泵芯包和2012年上海電力修造總廠有限公司研發(fā)生產(chǎn)的1000MW超超臨界火電機(jī)組鍋爐給水泵。還有中國(guó)有色（沈陽）泵業(yè)有限公司自主創(chuàng)新，開發(fā)成功大流量、高壓力的第三代雙缸雙作用隔膜泵。大連深藍(lán)泵業(yè)有限公司研制成功的多級(jí)低溫液氧泵、高壓甲銨泵。襄陽五二五泵業(yè)有限公司研制成功的用于1000MW火電機(jī)組煙氣脫硫用LC900/1150循環(huán)泵。
  山東雙輪股份有限公司研發(fā)的半貧甲醇泵。大耐泵業(yè)有限公司的臥式多級(jí)筒袋泵、新型SAF2205雙相不銹鋼的海水液下泵、海水淡化的長(zhǎng)軸液下泵?，F(xiàn)今80%以上石油化工裝置用泵，國(guó)內(nèi)都能生產(chǎn)提供。
  中國(guó)泵業(yè)技術(shù)巨大進(jìn)步的還有四個(gè)表現(xiàn)，一是中國(guó)泵業(yè)量大面廣的老產(chǎn)品，如單級(jí)離心泵和雙吸離心泵的更新?lián)Q代的周期大大縮短，整體系列泵效率有了較大提高，與世界泵業(yè)效率水平幾乎在同一水平線上；二是葉片泵的機(jī)械密封已經(jīng)普及。今天絕大多數(shù)新泵采用機(jī)械密封，往往是在工廠組裝的集裝式機(jī)械密封；三是海水泵的材料——鋁青銅已被高合金的超低碳奧氏體不銹鋼和超低碳雙相不銹鋼所取代；四是售前服務(wù)中，采用了泵選型軟件，加快了選擇泵的進(jìn)程。

文章作者：張新