南水北调工程大型高性能低扬程泵关键技术研究及推广应用

本项目属于流体机械（泵）技术领域。 
我国是严重贫水国家，水资源时空分布不均和供需矛盾突出是我国可持续发展的主要瓶颈。南水北调跨流域调水工程是世界规模最大的梯级泵站工程，也是我国北方重大战略性基础设施，而大型低扬程泵则是其核心动力“心脏”。我国低扬程泵站的总装机容量及规模居世界第一，针对原有低扬程泵（轴流泵、混（斜）流泵和贯流泵）内流机理不清、水力模型缺乏、效率低、空化（汽蚀）严重、可靠性较差等急需解决的重大行业难题，项目组依托国家水泵工程中心和国家重点学科，经过深入、系统的理论研究和大量的工程实践，实现了大型低扬程泵关键技术的重大突破和推广应用。 
（1）构建了内流实验装置，阐明了低扬程泵复杂的流态结构和内部流动规律，首次揭示了低扬程泵复杂的空化形态及其演化规律，建立了叶轮轴面速度分布数学模型，提出了低扬程泵叶轮非线性环量设计理论和方法，解决了低扬程泵效率低、空化性能差的行业难题。 
（2）发明了我国第一个适用于水力机械的"791翼型"，解决了叶片设计的核心问题，研制成功了我国紧缺的系列高性能低扬程泵优秀水力模型，在水利部天津同台测试中均名列前茅，高效区宽，空化性能优异，过流能力提高了12.5%，最优效率提高了3个百分点，综合技术指标达到国际领先水平，已广泛应用于大型低扬程泵的设计制造。 
（3）研制成功了大型低扬程灯泡贯流泵和竖井贯流泵总体结构型式，解决了工况调节、机组传动、部件支撑、密封等关键技术，提高了机组效率和系统运行稳定性。二次开发的10余个系列、300余种不同结构形式和规格的低扬程泵节能新产品，被行业普遍采用。 
（4）创建了大型整体三元叶轮五轴数控高效精密铣削加工技术，提出了多物理场耦合作用下叶轮的静动力特性及疲劳分析方法，开发了低扬程泵转子-轴承-密封系统动力稳定性分析技术，解决了复杂叶片表面精准加工及低扬程泵多工况运行等技术难题，保证了安全可靠运行。 
项目授权发明专利12件、实用新型专利6件，软件著作权2件，制订标准、规程等3部，出版专著4部，发表论文90余篇。 
成果已转让荷兰、日本、德国等世界泵业巨头及骨干企业100余家，产量约占全国同类产品总产量的60%以上。现仅据上海凯士比、日立无锡等15家企业统计，近二年新增销售额32.09亿元、利润3.09亿元，产品远销欧美、东南亚等。系列大型低扬程泵已成功应用于南水北调东线一期14个主线泵站、7个支线泵站，占总数的70%以上。2013年12月习近平总书记、李克强总理分别对南水北调东线正式通水作出重要指示和批示，目前已向苏皖鲁3省的71个县市近1亿人供水。同时，还广泛应用于长三角、珠三角、黄淮海、东北平原等地的防洪排涝、水资源调配、水环境改善、农业排灌等重要领域及大中型泵站更新改造工程。本项目显著提升了我国大型低扬程泵的技术水平，在引领行业发展、推动行业进步、抗旱减灾、节能减排等方面发挥了重大作用。