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2018年云南省科学技术奖推荐项目公示

2018-05-21 15:00 14595次 字体:

2018年云南省科学技术奖推荐项目公示

根据《云南省科技厅关于2018年度云南省科学技术奖推荐工作的通知》要求,现将本厅推荐申报2018年云南省科技进步奖项目公示如下:

一、项目名称

牛栏江-滇池补水工程高扬程大功率水泵系统关键技术研究及应用

二、主要完成人

郭建平、游超、覃大清、张天明、宫让勤、梅伟、蔡云华、吴喜东、代艳芳、闫黎黎、章魏、董安建、李现社、徐宏光、邢海仙、禹向东、孟立明、温续余、马凤、赵越、田井成、魏显著、许彬、高德华、冯晓东、李耀辉、童保林、朱双良、赵发辉、戴宏宇、王飞

三、主要完成单位

云南省水利水电勘测设计研究院、水利部水利水电规划设计总院、哈尔滨电机厂有限责任公司、牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

四、推荐单位

云南省水利厅

五、项目基本情况

项目以牛栏江—滇池补水工程干河泵站设计中遇到的重大技术难题为出发点,联合国内科研机构,围绕核心课题高扬程大功率离心泵系统开展了一系列科研工作,通过水泵选型设计、CFD水力优化设计、模型试验、水泵小流量扬程特性研究等多个技术环节,反复比选了不同比转速的多个试验模型水泵,最终设计出满足干河泵站技术指标、具有最佳水力性能的优秀水泵模型,并成功研制出适合干河泵站的高性能离心泵,原型水泵实测最高效率93.30%,居类似比转速水泵的世界第一;针对干河泵站扬程变幅大,水泵在低扬程段存在空化及运行不稳定等技术难题,开展了全扬程范围内水泵调节方式研究,提出了水泵的最优运行方式,解决了水泵系统的水力优化及稳定性控制技术难题;根据泵站扬程变幅大的运行特点,结合泵组的变速运行,解决了泵站复杂水力系统与泵组暂态过程中的水机电耦联调节的技术难题。本研究成果已应用于山西省大水网建设的中部引黄、小浪底引黄地下泵站工程的4台单吸单级水泵;此外,我省已开工建设的滇中引水工程水源泵站在前期设计阶段的水泵选型论证过程中也充分借鉴了牛栏江-滇池补水工程水泵研发的成功经验。项目建设总工期为48个月,静态总投资84亿。首台泵组已于201397日完成72h试运行,同年125日最后一台泵组完成72h试运行;20139月底牛栏江—滇池补水工程试通水成功,201312月工程正式通水运行。截止2017年底,泵站已累计向滇池补水23.0亿m3(其中向昆明城市供水1.15亿m34年连续运行证明,水泵、电机、变频器等机电设备运行平稳,各项技术指标超过了设计要求。截止201712月底,已累计向滇池补水23亿m3,按供水水价1.45/m3计算,创造经济效益33.35亿元。同时,牛栏江水通过盘龙江河道汇入滇池,清澈的上游来水极大程度上净化了盘龙江,使昆明市瀑布公园成为城市的新名片,为美化城市环境、提升城市景观和作出了巨大的贡献,社会反映良好,树立了良好的水利工程形象

六、项目主要成果

牛栏江-滇池补水工程高扬程大功率水泵系统关键技术的研究成果打破了长期以来国外水泵厂家在我国大型离心泵方面的技术垄断和价格垄断地位,是我国水泵行业新的里程碑。

成果可应用于长距离调水工程、大型泵站等水利工程和海绵城市建设的大型深隧排水工程,如云南省滇中引水工程、陕西省引汉济渭工程、山西省大水网地下泵站工程、广东省珠三角水资源配置工程等。

1、主要创新点

1)攻克了高扬程、大功率立轴单吸单级离心泵的多项关键技术,取得自主研发及技术创新,填补了我国高扬程大功率离心泵技术空白;研制的A1077水泵模型最高效率为91.75%,原型水泵最高效率达93.30%,为同类比转速离心泵的世界第一,为同类比转速离心泵之最;研究成果达到了本领域国际领先水平

2)通过对中低比转速离心泵小流量工况下的扬程特性进行研究,解决了中低比转速离心泵在小流量区易出现的扬程“正斜率”技术难题,取得具有技术创新的中低比转速离心泵小流量工况性能优化技术。

3)根据泵站扬程变幅大的运行要求和水泵性能,提出了水泵全扬程范围内的调速运行方式,解决了泵站复杂水力系统与大功率水泵电机变频器系统运行过程中的水力优化及系统稳定性控制关键技术难题,取得具有技术创新的水力优化设计技术。

4)结合泵组的变速运行方式,解决了泵站复杂水力系统与泵组暂态过程中的水机电耦联调节的关键技术难题,取得具有技术创新的暂态过程水力优化设计技术

2、主要技术指标

出版专著2部;发表学术论文共16篇(其中EI收录3篇);获国家发明专利授权4项、实用新型专利6截至2017年底,牛栏江-滇池补水工程高扬程大功率水泵已累计向滇池和昆明市政供水23亿立方米,为改善滇池综合治理效益做出了巨大贡献。从20161月起,滇池草海、外海水质均由劣类转为类,2018年一季度滇池总体水质持续保持企稳向好的趋势,滇池全湖水质类别由V类上升为IV类。

七、候选人对项目的贡献

序号

姓名

技术职称

工作单位

对成果创造性贡献

1

郭建平

正高级工程师

云南省水利水电勘测设计研究院

水泵及系统研究设计技术总负责人

2

 

正高级工程师

水利部水利水电规划设计总院

水泵研究及调节方式研究技术总负责人

3

覃大清

研究员级高工

哈尔滨电机厂有限责任公司

水泵研发及设计负责人

4

张天明

正高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

水泵及调节方式研究主要人员

5

宫让勤

高级工程师

哈尔滨电机厂有限责任公司

负责项目开发主要技术问题的论证

6

 

正高级工程师

云南省水利水电勘测设计研究院

工程项目设总,主要研究人员

7

蔡云华

高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

水泵及调节方式研究主要人员

8

吴喜东

高级工程师

哈尔滨电机厂有限责任公司

负责水泵水力开发和技术攻关

9

代艳芳

高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

泵组调试、泵组效率测试主要人员

10

闫黎黎

高级工程师

云南省水利水电勘测设计研究院

水力机械设计主要研究人员

11

 

高级工程师

云南省水利水电勘测设计研究院

水泵支撑结构动力分析研究

12

董安建

正高级工程师

水利部水利水电规划设计总院

水泵自主化研究推动人,工程设计方案审定人

13

李现社

正高级工程师

水利部水利水电规划设计总院

水泵及调节方式优化研究人员

14

徐宏光

高级工程师

哈尔滨电机厂有限责任公司

负责原型机结构设计和技术攻关

15

邢海仙

正高级工程师

云南省水利水电勘测设计研究院

泵站系统过渡过程主要研究人员

16

禹向东

正高级工程师

云南省水利水电勘测设计研究院

项目副设总,系统控制研究负责人

17

孟立明

高级工程师

云南省水利水电勘测设计研究院

电气系统控制研究主要人员

18

温续余

正高级工程师

水利部水利水电规划设计总院

水泵及调节方式优化研究人员

19

 

高级工程师

哈尔滨电机厂有限责任公司

负责加工工艺方面的技术攻关

20

 

研究员级高工

哈尔滨电机厂有限责任公司

负责模型测试技术及试验研究

21

田井成

高级工程师

哈尔滨电机厂有限责任公司

负责焊接工艺方面的技术攻关

22

魏显著

研究员级高工

哈尔滨电机厂有限责任公司

负责项目开发主要技术问题的论证

23

 

高级工程师

哈尔滨电机厂有限责任公司

负责水力开发和技术攻关

24

高德华

高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

水泵及调节方式优化研究人员

25

冯晓东

高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

水泵及调节方式优化研究人员

26

李耀辉

高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

水泵及调节方式优化研究人员

27

童保林

高级工程师

云南省水利水电勘测设计研究院

泵站引水系统研究人员

28

朱双良

高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

水泵及调节方式优化研究人员

29

赵发辉

正高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

水泵及调节方式优化研究人员

30

戴宏宇

高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

水泵及调节方式优化研究人员

31

 

高级工程师

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

水泵及调节方式优化研究人员

八、候选单位对项目的贡献

排名

单位名称

创新推广贡献

1

云南省水利水电勘测设计研究院

作为项目设计责任主体及技术路线的总制定单位,针对干河泵站水泵系统存在的技术难题,拟定了项目课题,联合国内科研机构及知名大学开展了一系列科研课题,提出具体技术要求和需达到总体目标。对开展的水泵CFD模拟计算分析、模型试验、水泵流量~扬程特性、空化特性提出了修改完善意见,通过多次分析及模型试验见证,获得了满足设计条件的水泵模型成果。针对干河泵站扬程变幅大,水泵在低扬程段存在流量匹配、空化及稳定运行等问题,提出了采用水泵变变速调节的技术方案途径,并组织开展深入研究,制定了系统运行控制的关键系统参数及调节控制参数,确保水泵在低扬程段避开空化区高效稳定运行。结合干河泵站水力系统特性,研究由大容量变频器、电机、水泵及其控制系统组成的复杂水力系统暂态过程的优化分析方法,进行水机电变频控制下进行各种系统暂态过渡过程分析,确定系统暂态过程及暂态控制参数。提出了复杂厂房结构的“错频减振“控制技术,即通过结构动力优化设计,错开结构主要自振优势频率与机组暂态过程的脉动优势频率,从而达到削减或控制厂房结构振动峰值,优化地下厂房结构动力设计。上述科研成果作为工程设计得重要技术支撑已在设计过程中得到全面应用,作为项目总体责任单位以上科研课题形成了科技成果技术总结及成果总结报告。

本项目研究成果及成功运行经验在滇中引水工程的前期设计阶段的水泵选型设计中起到了很好的借鉴及示范作用;发表了学术论文9篇(EI收录1篇),出版专著2部,获得4项实用新型专利。形成了科技成果技术报告及成果总结报告。并将取得的科技成果应用在设计环节中。

2

水利部水利水电规划设计总院

作为技术总协调单位,联合国内水力机械权威机构开展水泵研发工作,推动了我国在高扬程大功率水泵自主研发,取得了具有国际领先水平的研究成果,并积极倡导和推动高扬程大型离心泵国产化,积极协调推进项目研发及技术方案最终审定工作。

3

哈尔滨电机厂有限责任公司

开展水泵模型转轮研发,进行水泵CFD计算分析和模型试验(包含600r/min 500r/min 两种方案)两阶段工作,通过水泵选型设计、CFD水力优化设计、模型试验研究等多个技术环节,设计了不同比转速的多个试验模型水泵,结合材料磨损试验及水泵过流部件泥沙磨损预估研究和水泵模型试验,选择合理的水泵结构和材料,优化水力设计,选择合理的水泵参数,为保证干河泵站水泵稳定可靠运行提供理论依据和技术支持。成果应用于山西省大水网建设的中部引黄、小浪底引黄地下泵站工程的4台单吸单级水泵;发表了学术论文5篇(EI收录1篇),获得2项发明专利和4项实用新型专利。

4

牛栏江-滇池补水工程协调领导小组办公室

积极推动设计单位联合国内科研单位开展水泵系统等一系列科研课题,首次实现高扬程大功率水泵国产化,打破了长期以来国外水泵厂家在我国大型离心泵方面的技术垄断和价格垄断地位,自主协调开展泵组调试、启动验收技术咨询工作;组织研究泵组效率测试方案、组织编制联合调度方案、开展工程运行三年评估工作。

九、项目推广应用情况及效益

牛栏江-滇池补水工程高扬程大功率水泵系统关键技术”的研究及应用成果可应用于长距离调水工程、大型泵站等水利工程和海绵城市建设的大型深隧排水工程,如云南省滇中引水工程、陕西省引汉济渭工程、山西省大水网地下泵站工程、广东省珠三角水资源配置工程等,已在山西省大水网地下泵站工程的中部引黄、小浪底引黄两座地下泵站工程中等得到推广应用。

1该项目成果填补了我国高扬程大功率离心泵的技术空白,打破了长期以来国外水泵厂家在我国大型离心泵方面的技术垄断和价格垄断地位,实现了我国高扬程大型水泵技术的跨越式进步,是我国水泵行业新的里程碑。

2)水泵科研成果用于牛栏江-滇池补水工程投标,在与国外3家投标人的竞争中获胜,节约7000万元的直接投资。

3)通过开展水泵研制和系统水力优化及系统稳定性控制工作,干河泵站水泵安装高程由前期选择的1717m提高到1725m,大大简化了地下泵站的设计,降低了施工、运行及检修难度,并缩短了施工进度,节约工程投资2000万元

4)截止201712月底,干河泵站已累计向滇池补水23亿m3,按供水水价1.45/m3计算,创造经济效益33.35亿元。

5)研制出的A1077水泵效率高,水泵效率比国外厂商的最高水平高出1.68%,每年可为干河泵站节省抽水电量680kW·h,按电价0.453/m3计算,节省运行成本308万元。

6)根据云南省水环境监测中心水质监测成果,干河泵站投产后,自20161月起,滇池水质由劣Ⅴ类转为Ⅴ类,滇池水环境得到持续、显著改善,社会反映良好。

7)研制成果推广应用于山西省大水网工程的中部引黄(2台设计扬程200m、单机流量6.6m3/s离心泵)、小浪底引黄(2台设计扬程247m、单机流量6.1m3/s离心泵)地下泵站项目,创造经济效益3749.7万元。

8)自2013年工程向滇池补水以来,2018年一季度滇池总体水质持续保持企稳向好的趋势,富营养化程度进一步减轻,外海、草海水质均为IV类。与去年同期相比,滇池全湖水质类别由V类上升为IV类!工程充分发挥向滇池补充生态水量、为昆明提供城市应急供水、为下游兴利防洪服务等综合功能,促进城市生态建设的综合效益,创造了突出的社会效益和生态效益,树立了良好的水利工程形象,获得了各级领导、社会各界的充分肯定和高度评价。

十、项目获得知识产权情况

知识产

权类别

知识产权

具体名称

授权号

授权

日期

证书

编号

发明人

(前4名)

发明专利

有效状态

发明

专利

水轮机压力脉动测量外部干扰电信号隔离结构

ZL 2009 1 0073358.6

2011.7.27

815716

赵越、赵景芬、覃大清、赵英男

有效期20

发明

专利

采用计算机程序确定模型水轮机转轮叶片初生空化的声学方法

ZL 2009 1 0073354.8

2012.5.30

966705

赵越、张乐福、乔钢、黎辉等

有效期20

发明

专利

模型水轮机透明锥管水透镜

ZL 2011 1 0302019.8

2013.7.17

1238392

赵越、刘永新、覃大清、黎辉等

有效期20

发明

专利

降低水力机械模型试验台流量计小流量校准误差的方法

ZL 2012 1 0162428.7

2013.11.6

1299253

赵越、许建新、邱希亮、李正等

有效期20

实用新型专利

大型高扬程大功率水泵连接结构

ZL 2016 2 1255787.7

2017.7.11

6298268

徐宏光、吴喜东、覃大清、卜良峰、游超、高欣、郭建平

有效期10

实用新型专利

具有海豚型头部的泵类叶片翼型

ZL 2016 21240283.8

2017.9.29

6504030

王焕茂、游超、吴喜东、覃大清、宫让勤、郭建平等

有效期10

实用新型专利

一种泵站排水泵启动装置

ZL 2017 2 0328647.6

2017.10.27

6570482

闫黎黎、郭建平、梅伟、王建春、朱强、夏炳祥、李玲玲、郭非、陈钧

有效期10

实用新型专利

一种节能降耗风机变频器室装置

ZL 2017 2 0325429.7

2017.10.27

6570653

郭建平、梅伟、王建春、禹向东、邢海仙、孟立明、夏宇、闫黎黎、章魏

有效期10

实用新型专利

一种高压大功率冷却装置

ZL 2017 2 0325427.8

2017.10.27

6570652

孟立明、禹向东、王建春、梅伟、邱华、苏正猛、唐成静、杨明珍、夏炳祥

有效期10

实用新型专利

一种大功率变频器控制柜

ZL 2017 2 0326744.1

2017.10.27

6570630

禹向东、王建春、郭建平、梅伟、何云虎、苏正猛、邱华、陈钧、杨明珍

有效期10

项目公示时间:2018521日~529日。公示期间凡对公布的项目情况有异议的单位或个人,请以书面形式向云南省水利厅科技外事处提出。超出公示期限有异议的,不予受理。

联系人:李天宇   联系电话:0871-63619717

                                


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