行業新聞

一、泵企業概況

    生產電廠（包括核電）、冶金、石化等部門用的具有高技術含量泵的國企（如沈泵、石（shí）泵、湘電（diàn）長沙水泵、上海電力修造廠等）維持生存， ITT 、 KSB 、茬原等世界著名泵（bèng）企業（如上泵－ KSB 、 ITT 南京古爾茲、嘉立特－茬原、博泵－茬原、大耐－蘇爾壽（海密梯（tī）克、裏瓦赫伯特（tè））、佛泵－安德裏茲、大連帝國、上海尼可尼等）逐（zhú）步進入（rù）我國（guó），民營泵企業快速發展。現在國內泵企業（yè）約（yuē） 1 000 家，占世界泵企業 10 000 家的 1/10 ；國內（nèi）泵產值 2004 年（nián）約 220 億人民（mín）幣，約占世界泵產值 270 億美元的 1/10 ，世界十大泵企（qǐ）業產值約占（zhàn）世界泵總產值的 22% ，我國十大泵企業的產值也（yě）約占全國泵產值（zhí）的 22% 。

    世界 2004 年按銷售值排（pái）列十大（dà）泵企業（引自沈泵所 2005 年 3 月上海行業會資料）：

    1 、美國 ITT （ 17. 01 億美（měi）元）； 2 、美（měi）國 FLOWSERVE （ 10.3 億美（měi）元）； 3 、丹麥格蘭富（ 10.1 億美元）； 4 、日本荏原（ 10.0 億美元）； 5 、德國（guó） KSB （ 9.0 億美元）； 6 、瑞士蘇爾壽（ 6.83 億美元）； 7 、英國威爾（ 5.84 億（yì）美（měi）元）； 8 、德國威樂（ 5.84 億美元）； 9 、美國 IDEX （ 4.27 億美元）； 10 、美國 PENTAIR （ 4.0 億美元）

    國內泵產值年增長率 10.5% ，約為國家經濟增長率的 1.5 倍，是世（shì）界泵年增長率 4.3% 的 2.5 倍（bèi）。隨（suí）著建築、電力、鋼鐵、石化、環保工（gōng）業的發展和向（xiàng）第三世界出口（kǒu）泵產品的增加，這種快速增長（zhǎng）的（de）形（xíng）勢將保持幾年（nián）。

    從地區上在看（kàn），江浙滬發展快，泵年產值約占（zhàn）全國的 60% ；上海泵年（nián）產（chǎn）值（zhí）約占全國的 20% ，按銷售值排列全國前十名有半（bàn）數在上海，因而上海逐漸成為全國泵業的中心。

    二、泵技術的（de）現狀和（hé）發展

    1、我國泵產品圖（tú）樣（yàng）的來源可分（fèn）為聯合（hé）設（shè）計、引進、自行開發等幾種（zhǒng）。

    （1）聯合設計產品 以沈泵所為主的研究單位， 20 世（shì）紀 60~80 年代，組織有關泵廠進行了許多種泵的聯（lián）合設計。如 IS （ IB ）型單（dān）級單吸離心泵； IH型化工泵； S （ SH ）型雙吸（xī）離心泵； D （ DG ）型節段式多級泵； W型（xíng）旋渦泵； Y 型油泵； JC 型深井泵； HW 型混流泵； QJ 型深井潛水泵； IR 型熱水泵； BPZ 型噴灌自吸泵； FY 型耐腐蝕液下泵； 3G 型三螺杆泵等。

    這些產品當時都是國內的（de）主導產品（pǐn），至今仍在生產（chǎn），但是有些產品（pǐn）的結構（造型）、性能（néng）指（zhǐ）標比較落後，應當逐（zhú）步用新型產品替代。

    （2）引進產品 80 年代以（yǐ）前我（wǒ）國引進的（de）泵技術（shù）很少，到改革開放初期，大量（liàng）從國外引進泵技術，並隨著外國泵公司以合（hé）資或獨資的（de）形式陸續進入我國，也帶進了一些新的泵產品技術。例如：

    石泵－沃爾曼的渣漿泵；石泵（bèng）（天津電機廠）－德國（guó）裏（lǐ）茲公司的井用潛水電泵；沈泵（上泵）－德國 KSB 公司的鍋爐（lú）給水泵；上海電力修（xiū）造廠－英（yīng）國（guó）威爾公司的鍋爐給水泵；上海水泵（bèng）廠－ KSB 公司的冷凝水泵；長沙水泵廠－日本日立公司的冷（lěng）凝水泵；大（dà）連耐酸泵廠－瑞士蘇爾壽公司的 CZ 、 ZA （ ZE ）等化工流程泵；上海水泵（bèng）廠泵－美國德來賽公司的汙水泵；佛山水泵廠－德國西門子公司的水環式真空泵；上海水泵廠－ KSB 公司的熱（rè）水泵、船用泵；天津工業泵總廠－德國阿爾維勒公司（sī）的螺杆泵；天津工業泵總廠（chǎng）－日本大晃公司的（de）船用泵；南京深井泵廠－德國 ABS 公司的潛水排汙泵；長（zhǎng）沙水泵廠－美國英格索爾公（gōng）司的大型立式斜流（liú）泵（bèng）；上（shàng）海第一水泵廠－英國 M · J 公司的高揚程多級離心泵；襄（xiāng）樊五二五廠－法國 H · S 公司（sī）的磷酸泵等。

    引進的（de）這些（xiē）泵產品，技術比較成熟，性能（néng）比較先進，對推動我國泵技（jì）術的發展起了重要作用，成為我國泵產（chǎn）品的主體，至今仍大量生產。其中有的產品在結構或性能方麵也存在問題，應進一步改進。

    （3）外國（guó）在華合（hé）資（獨資）泵企業的產品 例如：上海 KSB － Omega(RDL) 雙吸泵、鍋爐給水泵、冷凝泵；嘉立特（茬（chá）原）－化工流程泵；佛（fó）山（安德裏茲）－紙漿泵；南京古爾茲－ ISO 型單級單吸離心泵、 P 型節段式多級離心（xīn）泵；大連帝（dì）國－屏蔽泵；沈陽飛（fēi）力－潛水排（pái）汙泵；蘇州格蘭（lán）富－衝壓泵；蘭州耐馳－螺杆（gǎn）泵。

    這些產品的質量大（dà）都比（bǐ）國內產品好，盡管價格高，但銷售情況（kuàng）很（hěn）好。

    （4）自行開發產品（pǐn） AY油泵； TSWA 多級離心泵； ZJ 渣漿泵；管道泵；直聯管道泵；高樓給水泵；空調泵；潛（qián）水排汙泵；立式排汙泵；潛水軸流泵（bèng）（混流泵）；雙吸泵,紙漿泵等（děng）。

    這些產（chǎn）品大部分通用化、標準化程度（dù）不（bú）高，性能也有待進一（yī）步提高（gāo）。

    2、關鍵泵產品從部分進口到（dào）現在基本全部國化

    由於引進產品和 KSB 等著名企業的（de）進入，我國泵的生（shēng）產能力顯著提高。國民經濟（jì）部門的主要關（guān）鍵用泵基本上都可以生產。例（lì）如：超臨界鍋爐給水泵（溫（wēn）度壓力 25 ～ 35MPa ）；乙烯和加氫裝置用（yòng）高速（sù）泵、高壓多級（jí）泵；鋼廠高壓除鱗泵；東深（shēn）、南水北調工程用大型（xíng）調水泵；礦用大（dà）流量高揚程（chéng）（ 1 000m ）排水（shuǐ）泵（bèng）；電廠用（yòng）煙氣脫硫泵；煉廠用高溫油漿泵。

    3、以（yǐ）CAD為主的新技（jì）術廣泛（fàn）應用

    （1）泵的模具、葉片和重（chóng）要零件開始用（yòng）數控機床加（jiā）工，從而（ér）可以提高泵（bèng）的製造質量，圖 1 是用數控銑床加工軸流泵（bèng）葉片和用（yòng）於加工的葉片三（sān）維圖。

    

    （2）泵水力設計與繪型軟件逐漸代替人工計算和繪圖 有人問用這個軟件設計（jì）的泵效率有（yǒu）多高，這是外行人說的話，再好的軟件也要人去使用，可以（yǐ）溶入設計者的設計思想（xiǎng）和經驗，而（ér）且快速、準確。圖 2 是用 JP1 軟（ruǎn）件設計的螺旋離心泵葉輪水力圖，設（shè）計該圖隻需 10min ，人工設計可能要兩天。

        

    （3）泵內流（liú）場計算從準三元（yuán）非黏性流動（dòng）向全三元黏性（xìng）流動進展 準（zhǔn）三元非黏性流動計算的主要方法是 S1 、 S2 兩類流麵迭代，它是把三維流動（dòng）降維成二維，也就是用子午麵（軸麵）和任意轉麵（流麵）上的流動進行迭代求解（jiě），解決三維流動問題。由於把複雜的三維流動簡化成二維求解，使得解的精度受到影（yǐng）響。 近年計算流體動力學（ Computational Fluid Dynamics ） , 簡稱 CFD 問世，為流體機械流場計算（suàn）提（tí）供（gòng）了新的思路和手段（duàn）。用 CFD 進行流場計算，首先要把計算區域畫成三維實體，然後生成網格 （ Grid Generation ），再用商用 CFD 軟件 Fluent 等（děng）進行計算，見圖 3 。

                

    （4）內部流場測（cè）量 以前經常采用探針（zhēn）進（jìn）行測量，一方麵控針（zhēn）本身對流動（dòng）的影響很大，另一（yī）方麵測量旋轉流場的轉換裝置（zhì）也很複雜。進一步使用激光多普勒測速儀（ LVD ） ，它是（shì）用激光照（zhào）射（shè）流動中的粒子，光被（bèi）粒子（zǐ）散射，根據散（sàn）射的（de）成度測量（liàng）流速。這種方法已經（jīng）成（chéng）熟並廣泛應用，但是（shì）一般隻測量一點速度的某一分量。現在開始使用粒子圖象測速技術（ PIV ），其工作原理是在流場中散布示蹤粒子，用脈衝片光源照射流場，通過連續兩次或多（duō）次曝光，粒（lì）子圖象（xiàng）被記錄在底片上，由此獲得流場速度分布。這種方法突破傳統的單（dān）點測量（liàng）的限製，可瞬時無接觸測量一個截麵上（shàng）的速（sù）度分布，具有較高的（de）測量（liàng）精度.

    （5）優化設計方法 為了提高泵的性（xìng）能，許多學者（zhě）進行了優化設計方法研究。歸納起來主要有以下幾（jǐ）種方法：以優秀模型統計資料為基礎的速度係數優化法；以水力（lì）損失小為目標的損失極值優化法；以某一指標為目標函數的準則篩選（xuǎn）優化法。值得說明的是目（mù）前的優化設計方法，可能隻對具體（tǐ）泵的設計有指（zhǐ）導意義。另外 CFD 等先進技術的問世，在很（hěn）大程度（dù）上衝淡了對優化設計的興趣，近兩年研（yán）究優化（huà）設計方法的學者逐漸減少。

    4、無堵塞泵（bèng）和低轉速泵技術取得進展

    （1）我國自（zì）行總結（jié）出的無堵（dǔ）塞泵設計方法，基本達到實用程度，國內廣泛使用 設計方法主要包括：沿流道中線斷麵變化規律設計雙流道葉輪；方格（gé）網保角變換方法設計螺旋離心式葉輪；根據葉（yè）輪外徑、蝸室大外徑和喉部麵積三要素設計旋流式葉輪。

    （2）低比轉速（sù）泵理論和設計的研究廣泛而（ér）深入 無過載設計方法得到推廣（guǎng）應用，采用長短（duǎn）葉片和短葉片偏（piān）置取得良好效果。

    5、軸流泵模（mó）型達到（dào）國外（wài）同類模（mó）型的先（xiān）進（jìn）水平

    2004 年 9 月 25 日至 2005 年（nián） 1 月 16 日，全國 27 個模型，參加了水利（lì）部南（nán）水北調工程水泵模（mó）型天津同台測試（shì）。本次試驗（yàn）領導有力、組織嚴密、監督（dū）公正、數據準（zhǔn）確。模型比轉速 500 ～ 1500 ，基本複蓋了軸流泵的使用範圍；和（hé）原模型相比，效（xiào）率提（tí）高約 2% ，流量提高約 5% 。有 7 個模型（xíng）的角度平均效率超（chāo）過 85% ，已（yǐ）達到國外同類模（mó）型的先進水平（píng）。國家南水北調等重要工程的低揚程水（shuǐ）泵，大部分將從這些模型中選（xuǎn）用。

    三、泵技術（shù）發展（zhǎn）展望 

    1、注意發（fā）現和開發新領域用泵 

    泵是一種通用（yòng）機械，應（yīng）用非常廣泛，而且（qiě）新領域用泵不斷出現。例如（rú）：心髒泵、噴水（shuǐ）推進泵、計算機冷卻泵（bèng）、空調泵、導（dǎo）熱油（yóu）泵、油氣混輸（shū）泵、煙氣（qì）脫硫泵、石油平台注水（shuǐ）泵（bèng）等。可能還存在著應（yīng）當用泵（bèng）的地方而沒有用泵，新的用泵領域也會不斷出現，這就需要我們注意（yì）發現並致（zhì）力開發。

    2、CFD、PIV等先進（jìn）技術結合實（shí）際開展試（shì）驗（yàn）研究 

    CFD 等新技術的先進（jìn）性，不可否認，現（xiàn）在各院（yuàn）校都（dōu）有軟件，都在進（jìn）行計算，研究生 50% 以上的課題都與此有關。一項新技術從發展成熟有一個過程，目前應作為一種解決（jué）實際工程問（wèn）題的（de）輔助手段，與傳統設計方（fāng）法（fǎ）配合使（shǐ）用。另（lìng）外要（yào）盡量（liàng）結合（hé）實際 ，否則就難以成熟（shú）和提（tí）高。開（kāi）始階段不要把題目選得過大，有的選一台（tái）泵（bèng）從進（jìn）口算到出口，一個泵站從進水池算到出水池，這（zhè）樣的計算結果難以判斷。像渣漿泵的磨損部位（wèi）、進水流道的旋渦部位等很適合用 CFD 和 PIV 技術進行研究。還有，一些大的泵廠應（yīng）與有條件的院校合作開展這（zhè）方麵的研究工作。 

    3、樹立精品意識，重視標準化、通（tōng）用化

    揚州川源（台資）、無錫億誌（新加坡獨資）兩個泵公司，利（lì）用國（guó）內技術、設備生產出可和國外（wài）先進（jìn）產品媲美的泵產品，其原因在於有精品意識。 

    上海 KSB 公司的 Omega 雙吸泵， 28 個品種，共用（yòng） 6 根軸，每種泵裝 A 、B 兩種葉（yè）輪，每種葉輪切割三次外徑，這樣（yàng）一來每（měi）種泵有 8 條性能曲線，大幅度提高了泵的使用範圍。 

    南京古爾茲生產的 ISO 單級單吸離心泵， 39 個品種，共用 5 根軸，每種（zhǒng）泵有 4 條性（xìng）能曲線，結構緊湊、重量輕、體積小。 

    我國有些泵（bèng）廠，有（yǒu）一個訂（dìng）貨（huò）設計一（yī）種泵，做了（le）一年泵，回過頭來一看可能（néng）是一個泵一個樣（yàng），製造成本高也就可想而知了。 

    4、重（chóng）視關鍵技術和關鍵（jiàn）產品的研究與開發 

    要（yào）提高泵的技術水平必（bì）須解決關鍵技術問題。例如：渣漿泵磨損機理的研究；高效斜流泵水力模型研究；自吸泵簡化結（jié）構、提高效率的研究；便（biàn）於檢修的高效、大流量、高揚程礦山排水泵和輸油泵（bèng）的研究開發；新型船用泵的研究開發；大型煙氣脫硫泵、煤液化用高溫、高壓泵（bèng）的研究開發；屏蔽泵、磁力泵（bèng）提高可靠性的研究；新型計量泵（隔膜泵）的研究開發；提（tí）高部分流泵效率的研（yán）究等。 

    四、采用複（fù）合技術實現泵技術的創新與（yǔ）發展（zhǎn） 

    縱觀泵（bèng）技術的發展，許多是采用了複合技術的結果。例如： 

    （1）離心葉輪和旋（xuán）渦葉輪的結合，成為離心旋渦自（zì）吸泵。 

    （2）射流噴頭和離心泵結合，成為離心射流自吸泵。 

    （3）水泵葉輪和水輪機轉輪的結合，成為水輪泵。 

    （4）離心泵和（hé）活塞隔膜泵結（jié）合，構（gòu）成一（yī）種強（qiáng）力自吸泵。

    （5）誘導輪（lún）和離心輪結合，提高了泵的抗汽蝕性能。 

    （6）雙吸葉輪和單吸葉輪結（jié）合，能解決汽蝕和軸向力平衡問題。 

    （7）長短葉（yè）片結合使用，解決葉輪進口堵塞和出口擴散（sàn）問題。 

    （8）短葉片向長葉片背麵偏署，可防止軸（zhóu）向旋（xuán）渦和出口（kǒu）流動分離。 

    （9）下裝低揚程葉輪提（tí）液，上裝高揚程葉輪加壓的長軸液下泵（雙輪液（yè）下泵），解決長軸液下泵製造（zào）困難，運行不可靠問題（見（jiàn）圖4）。        

    （10）把機械密封的動、靜環裝在末級葉輪的後密封環處，成為軸向力平衡裝置（zhì），利用葉輪前、後的壓差平衡軸向力，如能解決動、靜環的磨損問題，經濟效益十分顯著。 

    （11）把平衡盤工作原理移置到（dào）葉輪後蓋板（bǎn）處（chù），由於形成徑向、軸向兩個間隙，可（kě）以（yǐ）像平衡盤一樣自（zì）動平衡軸向力。當軸向力大時，葉輪向進（jìn）口方向移動，軸向間隙增大，葉輪後麵的壓力降低，葉（yè）輪向後移動（dòng）。反之亦然（見圖 5 ）。 

    （12）糊狀填料密封，這（zhè）種密封美國赤（chì）士頓公司首先使用，並在我（wǒ）國銷售，它是由石（shí）墨、纖（xiān）維、四氟乙烯、矽膠等組（zǔ）成的（de）糊狀物，在使用過程中，可以用注射槍注入（rù）（補充）。據說在有（yǒu）些情況下使（shǐ）用（yòng），效果不（bú）錯。盡管目前還不能在所有的泵上使用，但是這種思路十分可貴，有希望成為密封技術的一項突破（pò）。 

    （13）渣漿泵葉（yè）輪采用扭曲葉片，可能會因為符合流動狀態（tài）而減（jiǎn）輕磨損，並能提高效率。 

采用複合技術的成功實例不勝枚舉（jǔ），要用好用活複合技術，要求有較寬的知識麵，並敢於倉新（xīn）。

    五、結語 

    我國泵（bèng）的技（jì）術發展是一個很大題（tí）目（mù），沒經過全麵（miàn）的調研和總（zǒng）結，不可能講的全麵、準確。不（bú）妥之處，歡迎指正。