大型灌溉排水泵站更新改造关键技术研究及应用

日期：2017-12-19 来源：市科委

获奖项目：大型灌溉排水泵站更新改造关键技术研究及应用

主要完成人：王福军，许建中，陆力，肖若富，姚志峰，李端明，徐洪泉，严海军，刘竹青，唐学林

主要完成单位：中国农业大学，中国灌溉排水发展中心，中国水利水电科学研究院，株洲南方阀门股份有限公司，上海连成（集团）有限公司

推荐单位：水利部

获奖等级：国家科技进步奖二等奖

项目简介：

大型灌溉排水泵站担负农田灌溉、农田及城镇排水的根本任务，其节能与稳定运行是世界难题。相比于泵站新建，泵站更新改造的约束条件更多、技术难度更高。针对我国大型灌溉排水泵站建站时间时、装置效率低、运行稳定性差、灌溉/排水保证率不足的突出问题，本项目开创性地将叶片载荷分布与水泵流态相结合并用于叶轮设计，创建了离心泵交替加载技术，使离心泵压力脉动源被削弱、传播机制被阻断，研制出超低压力脉动高效双吸离心泵，攻克了泵站压力脉动大的技术难题；系统提出了瞬态涡街计算模型，利用二次整流思路创建了以变高度导流墩和X型消涡板为结构特征的组合式泵站控涡技术，突破了泵站进水流态均匀度低和运行稳定性差的技术瓶颈；采用水泵自身压力代替外部电控或液控动力源，提出了水力平衡式控制腔，保证了控制阀快关时间与停泵倒流时间相一致，研制成功大口径自适应水力控制阀，彻底解决了因控制不利造成的泵站直接水锤和倒流喘振问题；创建了泵站多目标变工况设计方法、泵站瞬态泥沙浓度和压力脉动同步测控技术，形成了浑水条件下泵站流道流态匹配技术，并制订了泵站高效稳定运行技术规范，解决了泵站偏离设计工况运行问题。

该项目获授权发明专利21项、实用新型专利20项、软件著作权13项，主编国家标准3部、水利行业标准7部，出版学术著作4部，发表学术论文359篇，其中SCI/EI收录223篇，论文他引3658次，所著《计算流体动力学分析——CFD软件原理与应用》一书在“谷歌学术搜索”显示被引3505次。导流墩尾部瞬态涡街计算方法等研究成果被美国、意大利和印度等国科学家作为检验他们方法的依据，提升了我国在该领域的国际地位。经教育部和水利部先后组织的鉴定，项目成果总体上达到国际领先水平。

该项目成果被水利部作为“水利先进实用技术”在全国重点推广，已在多处大型灌溉排水泵站得到应用，覆盖灌溉排水面积1.67亿亩。成果应用后，泵站能源单耗平均由5.6kWh/ktm下降到4.4kWh/ktm，压力脉动平均由19.7％下降到9.1％，灌溉/排水保证率平均由69.7％提高到78.9％。

该项目创建了大型灌溉排水泵站更新改造技术体系，提高了大型灌溉排水泵站装置效率、运行稳定性和灌溉/排水保证率，推动了我国灌溉排水泵站理论与技术创新。