泵产业的历史足迹--中国泵产业与技术发展

作者:张新 文章来源:PS《流程工业》 点击数:3064 发布时间:2013-05-31
中国泵制造业,即中国泵工业或泵产业自1868年开始萌芽,成长,发展至今,已有145年的历史.

中国泵制造业,即中国泵工业或泵产业自1868年开始萌芽、成长、发展至今,已有145年的历史。1953年后,在原第一机械工业部和各省机械厅、局领导下,经过50年代、60年代和70年代努力,奠定了中国泵工业基础。改革开放后,中国泵产业及其技术发展进入了快车道,而真正高速发展是近15年的事,那是中国泵技术获得了历史性进步的15年,是中国泵工业全面地高速发展15年,是辉煌的15年。

中国泵产业的历史足迹

近代泵,自意大利拉梅利发明滑片泵至今,泵已发展到5000多个品种,跨越了433年历史长河。而泵的机器制造,即泵产业,自1790年至今也有整整243年历史。

对于我们中国来讲,泵及其机器制造是国外传进来的。就是“泵”这个字,古时候没有,辞源里查不到,而是在清朝初期,有人根据“Pump”发音“嘣浦”之嘣音,想到用一块石头扔在水里,发出“嘣”之响,造出了上石下水的会意字。现今在《康熙字典》之“备考”中查得到。

通常我们把1868年开始至1949年中华人民共和国成立前,称为中国泵产业的萌芽期。在那漫长时期,中国大地上已经有了4个专业泵厂。一个是1928年成立的长春魁利金制泵厂;另一个是1940年成立的北京同益水泵厂;还有一个是1930年成立的生产潜水电泵的香港地产建设商会(Reda)泵公司;最后一个是1946年成立的上海洽兴抽水机修造社,当年就测绘制造出中国第一台20cm深井泵。

中华人民共和国成立后,进入了三年国民经济恢复期,各地抓紧恢复原有生产水泵的机器厂,如上海的大隆、三藩、永固、华昌、洽兴和上海机器厂,哈尔滨春圃,长春魁利金,本溪的隆佑,博山的慎昌,北京的同益,武汉的开明、周恒顺,成都的洪安以及沈阳第六机器厂。1951年上海机器厂就制造170cm轴流泵3台、146cm混流泵2台,为福建长东连炳港排灌站提供设备,使颗粒不收荒地变成旱涝保丰收的丰产地。

1953年我国开始大规模经济建设,实行第一个五年计划,并成立了第一机械工业部和省厅局,中国泵产业管理体制逐步建立。相应成立了沈阳水泵厂、长沙水泵厂、哈尔滨水泵厂、无锡水泵厂、佛山水泵厂、重庆水泵厂、上海第一水泵厂等14家专业水泵厂。开发出K型系列单级离心泵、SM系列多级泵、Д型系列双吸泵。

1957年后一机部组织张传布等工程师对全国生产泵的企业进行调查,1959年开始布点和规划。这样自1958年开始至1984年,一机部和各省机械厅局对工业泵各厂共投资12000万元。其中1959年对15个水泵厂总投资4135.3万元,沈阳水泵厂、上海水泵厂、哈尔滨水泵厂、阳泉水泵厂、佛山水泵厂都是易地新建厂,本溪、大连、北京、石家庄、博山、兰州、重庆和武汉水泵厂都进行技术改造,形成了通用泵一定生产规模,可进行通用泵批量生产。也是在1959年底,全国水泵行业组织在沈阳成立,组长是沈阳水泵厂沈魁有厂长,副组长是长沙水泵厂粟谷宜厂长。泵行业成立后,开展了行业联合设计,行业产品质量检查、评比,泵行业产品标准制定,加速全国泵行业发展,到60年代末,全国泵专业工厂50家,兼业泵生产厂200余家,泵年产量58.24万台,近1000个品种。

为了加快石油、化工和矿山用泵开发和生产,1972年第一机械工业部和各省机械厅局又一次对主要工业泵厂进行大规模投资,共计3396.2万元,其中武汉水泵厂投了1086.5万元,博山水泵厂投资了644万元,沈阳水泵厂投资451万元,本溪水泵厂投了223.7万元,阳泉水泵厂投资了160万元,给上海、石家庄、天津工业泵厂、宝鸡水泵厂各投资100万元。通过这次大规模投资、技术改造,增强了石油、化工、矿山用泵研发、生产能力。Y型系列离心油泵、F型系列耐腐蚀泵、DKS型系列输油管线泵、FN型熔融尿泵、高速部分流泵、矿山多级泵相继生产出来,供用户使用。

那个年代,一院十一所一级工程师卢俊主持研制的火箭燃料泵、七院八所副总工程师金平仲主持研制的喷水推进泵都达到国际先进水平,唐山煤炭科学研究院的矿用耐磨多级泵、太原煤炭研究所高压注水泵、合肥通用所高速切线泵、中国水利水电研究院灯泡式贯流泵、七院四所的船用泵都达到国内领先水平。大大推进了中国泵专业技术水平的进步。与此同时,整个70年代,农业泵制造业发展速度很快。使得我国泵业生产企业从60年代末50家,增加到70年代末190家,全部是省、地、县营企业和二轻大集体所有制企业。


真空涡轮分子泵轴承的生产制造

20世纪80年代,我国进入改革开放期,中国泵产业进入了快速成长期。

那时期,工业泵产业进行了新一轮联合设计,实现工业泵产品更新换代,引进国外先进产品和新技术在泵行业成风,在一机部、省厅支持下,各主要工业泵厂先后引进德国里茨公司井用潜水电泵、沃曼杂质泵、KSB锅炉强制循环泵、日本荏原的立式斜流泵、德国阿尔维勒的螺杆泵、美国拜伦·杰克逊的石油化工流程泵、英国玛瑟·普拉特矿用多级泵、KSB热水循环泵、德国西门子水环真空泵、美国宾汉—威廉麦特的石油管线输油泵、日本荏原的MS多级泵、苏尔寿的耐腐蚀泵、美国LTV公司的钻井泥浆泵、KSB的船用往复泵、美国玛瑟·普拉特公司的海上石油平台离心泵、荏原的无堵塞螺旋涡流泵和法国日蒙·施乃德公司的耐腐蚀泵等18项泵及其制造技术,再加上1984年后实施工业泵许可证,使得工业泵厂制造水平获得很大提高。到1987年5月19日,国家机械委员会以机委规84号文,正式公布了工业泵骨干企业是石家庄、沈阳、长沙、上海水泵厂、大连耐酸泵厂、大隆机器厂、沈阳铸造厂。重点企业是北京、阳泉、本溪、哈尔滨、博山、武汉、佛山、重庆、宝鸡、兰州水泵厂和天津工业泵厂、上海第一水泵厂以及浙江真空设备厂,共20家,再加上农用泵骨干重点企业7家,总计27家泵厂。80年代,我国产供销体制正在改革,财政投资以由拨款改为贷款,物资价格已分成计划价和市场价的双规制,国家实行计划经济向市场经济过渡的对外开放、对内搞活的方针。1985年后,清一色的国有和二轻大集体的209家水泵厂伴随着乡镇水泵厂兴起,到1990年中国泵产业数迅速增加到949家,生产泵366.4万台,销售额34.29亿元,占世界泵产值排名第7位,排在世界主要工业国美国、日本、德国、英国、法国、意大利之后。

20世纪90年代初,随着市场经济环境逐步形成,民营泵业兴起,迅猛发展,尤其是1992年邓小平南巡讲话后,私营泵企业大量涌现,尤其在浙江、上海、江苏、山东、辽宁和湖南周边地区发展得最为迅速,其中浙江温州、台州的民营、个体泵制造业最为典型,温州主要集中在永嘉县瓯北镇,后来被中国机械工业协会命名为“中国泵阀之乡”。台州主要集中在温岭县泽国到大溪的114国道两侧。整个温州泵阀企业到1998年有100余家,产值15亿元,温岭大大小小泵企业,包括个体企业近400家,销售额也在10 亿左右。他们主要是利用民间资本,靠行商起家。

20世纪最后10年,中国泵企业迅猛增加,到1996年泵工业厂家和公司达1459家,年产泵739.58万台,销售额120.34亿元。

中国泵产业发展光辉15年

从1998年至2012年是中国泵业发展史上,发展最快的15年,也是辉煌的15年。在这15年中,国家虽然在1998年~2001年经济低速增长,但民营泵公司发展势头很好,不仅公司数目成几何级数增长,到2000年达3240个公司,而且产品销售势头也是高速发展,逐步把国有泵公司抛在后头。到2002年后,国家经济进入高速增长期,无论房地产投资、工业投资、外贸都进入高速增长期,一部分国有泵公司通过体制、机制改革,再加上地租级差,进行征地扩建,整个公司面貌焕然一新,重新成为中国泵业骨干力量,民营泵公司中一部分通过自我高速积累发展,产品开发能力和制造能力也获得高速发展,也成为中国泵业重要力量。更为可喜的是全球泵业十强等一大批公司也是在15年之内进入中国,投资开设工厂,成为中国泵制造的一部分。他们不仅给中国泵工业带来高端的、稀缺的泵产品,还带来新技术、新的管理思想,促进了中国泵产业与技术进步。

1、民营泵业公司,应中国市场经济而生,其发展所向披靡

中国民营泵业起源于90年代初,是做微型电泵和小型水泵起家的。例如,当今在中国泵制造业中销售额一直最大的公司—上海凯泉泵业(集团)有限公司,最早是1990年成立于温州市永嘉县瓯北镇的瓯北水泵厂,后来更名为浙江凯泉泵业制造有限公司。1994年10月林凯文只身一人到上海,在当时尚还偏僻的汶水路860号租用一间700m2的仓库,欲借上海人才优势、市场优势,打造一个中国水泵王国。1995年正式成立上海凯泉给水工程有限公司,把企业发展重心转移到上海。第一招就是招聘了清一色大学学历的有工作经验的上海人当销售人员,经他亲自培训,当年就销了800多万。第二年继续在上海按原来要求招聘销售人员,开始在全国设立办事处,进行直销。针对房地产市场和城市市政建设需要,推出了立式管道型的单级离心泵,这种泵型占地小、结构紧凑、噪音低,适合楼宇使用,更重要泵轴与电机是一根轴,泵关键技术在电机和泵密封上,这样采用上海老牌国有电机厂—先锋电机和五一电机,再加上博格曼机械密封,完全是一台有品牌的、可靠的单级泵。而公司只要根据订单,从各铸件厂拿来泵体、叶轮和后盖三种铸件进行加工,并装配及试泵,再加上销售人员的热情周到的售前、售中和售后服务,深受用户欢迎、称赞,在与国有泵厂和其他兄弟公司竞争中所向披靡,1996年销售额猛到6000万元。1997年销售直销点布满了全国各地,直至新疆、昆明。另外开始招聘设计人员,到97年底,泵及给水设备设计人员就有26名,销售额又增加到1.03亿元,并在嘉定黄渡征地115亩,建造凯泉工业园。1998年凯泉现代工厂建成,开始正规化生产,并相继开发出潜污泵、紧凑型立式双吸泵,当年销售额又增加到1.75亿元。1999年凯泉组建集团公司,在上海嘉定正式成立上海凯泉泵业(集团)有限公司。率先在国内泵企业实现信息化管理,普及了电脑CAD设计制图,大大提高了工作效率。2000年又在全国招聘泵设计人员,经上海市经委批准,成立集团公司技术中心。2001年进行了直销网络扩张,建立31个销售分公司,涵盖到地市一级的办事处,同时通过对中高层管理人员战略管理培训、进行了内查外调,尤其对中国中长期经济发展和市场调研,通过多次反复讨论和论证,制订了公司发展战略和竞争战略。2002年开始向工业泵市场进军,先开发了一大批量大面广有竞争力的矿用多级泵、中压锅给水泵、Y型油泵。故销售额一路彪升,从2001年3.5亿、2002年4.8亿、2003年8.2亿、2004年11.5亿元,……一直到2012年27亿元,并于2012年1月取得核二级和核三级泵设计、制造许可证,这是全国仅有六家取得国家安全局的核二级设计、制造许可证的泵公司之一,开始进入高端泵设计制造领域。当今凯泉集团拥有占地0.26km2的合肥凯泉电机电泵有限公司;占地0.05km2浙江凯泉集团有限公司;占地0.03km2的沈阳凯泉石化泵有限公司;占地0.04km2石家庄凯泉杂质泵有限公司;以及上海总部占地0.2km2大型泵分厂;双吸泵分厂;电站用泵分厂;冲压不锈钢分厂;给水设备分厂;核泵制造分厂等。现今公司有5000余名员工,正落实林凯文总裁提出的“务实深耕,勤勉高效”八字方针,更加勤奋工作,向世界级综合性泵业公司迈进。

凯泉在上海18年,尤其集团公司成立后15年发展,突飞猛进、创造了辉煌,的确是中国泵业史上的奇迹。其实这奇迹何止是凯泉一家,上海东方、上海连成、丰球集团、南方泵业、上海熊猫、浙江利欧、浙江新界等也是在短短10年迅速崛起,都是中国泵业史上的奇迹。值得一提的是浙江利欧,1995年时共还只是一家很小的微型电泵研究所,靠做家用泵、花园用泵起家,2001年就出口欧盟,2003年外销超过1亿元,2008年超10亿元,2007年浙江利欧股份有限公司在深圳股市上市,2011年销售额已超过11.5亿元,成为中国泵业销售额排名第六,其产品涵盖家用泵、楼宇用泵、花园用泵、暖通泵和排污泵,都是民用的。2011年浙江利欧开始在泵行内掀起一股并购之风,当年2月以2.98亿元收购天鹅泵业100%的股权,正式进入电力用泵行业;12月浙江利欧收购无锡市锡泵58%股权,锡泵成为利欧股份的控股子公司,从此进入水利水务用泵市场;2012年2月,浙江利欧收购大连华能耐酸泵厂100%的股份,公司正式进入石化泵市场。此外,浙江利欧已经在湖南湘潭投资5亿元建立工业泵生产基地,要制造大型立式斜流泵、轴流泵、双吸泵、渣浆泵、脱硫泵及铝业工艺流程泵。

总之,民营泵业公司在市场竞争中高速成长,给中国泵业带来一股清新东风,带来了活力。

2、国有泵公司在这15年中,有的破产、有的边缘化,大部分增强活力,创造新的辉煌。

中国国有水泵厂或公司,自1995年后,面对市场经济,面对剧烈竞争,绝大多数进入了经营危机。第一个破产的是济南水泵厂,时间大约在1999年,被济南试验机厂重组。第二家是著名的北京水泵厂(起源于1940年成立的北京同益水泵厂,后来是机械部工业泵重点企业),2001年3月30日正式宣告破产,所有职工一律进入再就业中心。不久,另一家泵重点企业:武汉水泵厂宣告停产。2004年中国泵业老大,沈阳水泵厂资不抵债,经营亏损,被沈阳鼓风机集团进行战略重组,从此沈阳水泵厂厂名消失,泵的品牌也没保存下来。2008年,航天高科技股份公司收购并整合泵行业重点企业——宝鸡水泵厂破产的财产。总之,1987年国家机械部钦定的泵行业工业泵7家骨干企业,13家重点企业,共20家企业,40%在市场竞争中消失了,60%的企业,即长沙水泵厂有限公司、石家庄强大泵业集团有限公司、大耐泵业有限公司、山东博泵科技股份有限公司、重庆水泵厂有限公司等12家企业在市场经济中,学会游泳,加强对各类营销信息收集、整理、分析,充分利用CRM系统进行信息传递、处理和项目跟踪,有力支持了产品订货。同时,也加强了对用户售前、售中和售后的服务,实现了又快又好的发展。这些国有老的泵厂,这几年都利用地租级差,重新征地扩建,不断加大资金投入,购置先进加工设备、检测设备,新建或扩建开式试验回路,提高了泵制造装备水平,为国有泵生产基地奠定了更大发展的物资基础。

首先进行扩建的是大耐泵业有限公司,该公司在大连市政府支持下,投资2亿元在大连“双口港”建设总占地15万m2的泵业园区。此泵内园区2005年建成,大耐泵业有限公司和大连博格曼、大连海密梯克、大连里瓦、大连依诺等五家合资企业迁入泵业园区,这个泵业园区拥有全新的厂房,先进数控加工设备、试泵站、铸造车间,集现代化装备和建筑为一体,成为了中国一个重要泵装备制造基地。

2007年开始长沙水泵厂有限公司在湖南宁乡经济开发区投资建造宁乡铸造基地,2008年11月建成投产,具有完备的模具制作、造型、熔炼、铸造后处理、理化试验等铸造能力及其配套设施。可实现各类铸造年产2万吨。2009年长沙市高新区麓谷工业园区长沙水泵厂0.13余km2机装和试验板块建成,长沙水泵厂有限公司实现了搬迁重建目标,昔日工业泵国家骨干企业,变得更强大了,更有竞争力了。

还有重庆水泵厂等国有水泵制造公司也都进行重建、搬迁,提高了技术装备水平,为今后技术创新、大规模生产创造物质条件。

除此外,原来机械部系统外做泵的国有企业,由于产品具有特色,这15年也越做越大,越做越强,这几年也大规模投资、扩建,成为中国泵业骨干力量。

如中国有色(沈阳)泵业有限公司,投资4亿元在沈阳经济开发新区,建8万m2新厂房,年产能力为100台大型隔膜泵。这个泵该公司拥有自主知识产权,产品用于石化洁净煤、煤化工、煤制油工艺、氧化铝生产、各种金属矿山精矿的长距离管道输送。

又如襄阳五二五泵业有限公司(中国兵器集团下属公司)是我国特种工业泵主要生产企业。2009年,五二五投资3.457亿元,征地0.036km2,建成泵装配及测试厂房,科研楼。新增工艺设备101台(套),形成了年产12000台泵机加工、装配、试验能力。2011年,五二五泵业又征地0.38km2,投资6亿元,总建筑面积135258m2,已于2012年4月开工。

再如上海电力修造总厂,也因上海世博会用地,在浦东建了一规模更大的现代化制造厂。

2006年石家庄水泵厂有限公司在征地0.23km2,投资4.6亿元,新建渣浆泵厂、清水泵厂、铸钢厂、模型厂和机修工具车间等,2007年进行搬迁、投产,年产泵18540台,并更名为石家庄强大泵业(集团)有限公司。

总之,通过市场经济锤炼,中国泵工业中的国有泵公司变得更为强大,研发能力、制造水平都获得更大提高。石家庄强大泵业、长沙水泵厂有限公司、大耐泵业有限公司、博泵科技股份公司、石家庄工业泵厂有限公司、重庆水泵厂有限公司、襄阳五二五泵业有限公司、上海电力修造总厂有限公司等一大批国有泵制造公司,随着国家经济发展,已经创造新的辉煌。仍然是中国泵业进一步做强、做大的中坚骨干力量,仍然是中国泵业希望。

3、全球泵业10强等著名企业纷纷到中国投资设厂,成为中国泵制造业一部分。

我国80年代中期后,随着商品经济出现,尤其到90年代后,计划经济逐步向市场过渡,国外泵公司开始在中国投资或输进技术,或以技术换市场,第一个合资企业是美国古尔兹泵有限公司与南京深井泵厂合资的南京古尔兹泵业有限公司,时间是1986年。第一个独资企业是1995年在苏州新加坡工业园独资设立的格兰富水泵(苏州)有限公司。随着中国改革开放深入,市场经济体系逐步形成,尤其到中国经济到了新世纪高速增长期,世界泵业10强等一大批著名水泵制造公司纷纷到中国投资设厂,如ITT、福斯、KSB、苏尔寿、荏原、格兰富、威乐、科尔法、滨特尔、艺达思和斯必克等泵业集团公司分别在中国大连、沈阳、佛山、长沙、博山、武汉、杭州、青岛、无锡,尤其在上海、苏州独资设立泵制造公司。据不完全统计,外国在中国独资或合资设立泵制造公司,已超60多家。

德国KSB,1994年底进入中国,与上海水泵厂(最精华部分)合资成立上海凯士比泵有限公司,到2011年,销售收入也达到8.9亿元。2008年,德国KSB与上海电气,各占股份50%实现合资,成立上海电气凯士比核电泵阀有限公司,在上海临港新城投资建新厂,其中3亿元投资建核主泵热态试验回路,目前正在建设中。KSB投资不仅在上海,在常州、大连都有投资。目前在中国共有六家公司,2011年在中国泵阀总的销售收入24亿。

全球泵业老大ITT公司,1996年在沈阳全资投资成立ITT飞力制泵(沈阳)有限公司,生产潜污泵;1998年在上海浦东外高桥保税区建立了上海高质泵有限公司生产石化泵;2007年成立了ITT(南京)有限公司和ITT精密制造(无锡)公司。

瑞士苏尔寿公司,1999年在大连与大耐合资建立大连苏尔寿泵及压缩机有限公司,2006年11月20日该公司正式成为苏尔寿独资企业。2009年苏尔寿在苏州投资设厂,工厂面积23000m2,内有三条生产线,八个试泵站,主要生产石油、天然气和电站用泵。

德国威乐,2000年就进入了中国,在北京成立了德国威乐(中国)水泵系统有限公司,并设有北京研发中心。

日本荏原公司长期在中国考察调研,直到2003年才与浙江一个小厂而质量很好的民营泵企业—嘉利特实业股份公司合资,成立荏原嘉利特泵业有限公司,生产石油化工泵。2005年又在山东成立了荏原博泵泵业有限公司。2006年又在昆山独资成立荏原机械(中国)公司,主要生产通用泵。

丹麦格兰富早就看上中国高端房地产市场,1995年就进入中国在苏州设立了生产工厂。2005年又在苏州设立了中国研发中心。2011年还在无锡高新技术开发产业区成立了无锡高福泵业有限公司。当今格兰富(上海)公司的销售额已超过16亿元人民币。

美国福斯(Flowsever)公司,这个由美国拜伦·杰克逊与渡柯国际二个全球排名十强的公司在1997年组成的泵业公司,到2000年又兼并世界第五的英格索兰—德兰塞(IDP)泵业公司,在2001年泵业销售收入排名全球老二的公司,进入中国是较晚的,直到中国经济发展速度最高的2007年才进中国,看中了长沙水泵厂,合资建立了湖南福斯湘电长泵泵业有限公司,旨在建成世界最强泵企业,想在中国核电制造领域获得突破。2012年5月18日又在苏州工业园独资建设新工厂,要大规模进入中国。

不仅全球大型泵制造商进入中国,一些颇具专业泵特色的著名泵制造企业也纷纷进入中国。如泵测试技术而享誉全球的奥地利安德里茨公司,1997年就进入中国,与佛山水泵厂合资成立Ancritz—Kenflo佛山水泵有限公司,制造纸浆和造纸工业泵。2002年就成为安德里茨的独资企业,改名为佛山安德里茨技术有限公司。到2010年该公司销售额就超过30亿元。2012年又更名为安德里茨(中国)有限公司。还如沃森—马洛公司在中国生产Bredel软管泵、蠕动泵和正弦泵。1993年进入中国的耐驰的单螺杆泵,1994年进入上海的日装机屏蔽泵,1995年进入上海德国WOMA公司的超高压泵,1996年进入沈阳瑞典飞力的潜污泵,1999年进入青岛海斯特的螺旋离心泵,2001年进入上海汉胜公司的高速泵和计量泵,以及德国菲鲁瓦泵公司的多重安全双软管隔膜泵。

总之,中国泵业这15年高速发展呈现出:民营泵公司随中国市场经济形成而生,随市场经济体系完善而发展,其发展所向披靡。国有水泵厂或公司在市场经济的浪潮中,有的淘汰了,有的学会了游泳,进行了自我完善,大部分变得更加强大,仍然是中国泵业骨干、中坚力量。全球泵业十强等一大批著名泵公司纷纷进入中国投资设厂,促进了中国泵业进步,繁荣了市场,已经成为中国泵制造业一部分。

现今的中国泵业,据2011年国家统计局统计,中国泵制造公司年销售收入超过2000万元的公司有1116家,实现营业收入1530亿元,生产泵9701万台,是1996年的12倍还多。15年来,中国泵业实现了高速发展,已经是世界泵制造的第一大国,超过了美国泵制造业。这15年是中国泵业发展史上高速发展的15年、辉煌的15年。

中国泵工业技术巨大进步

随着世界信息革命席卷全球,再加上中国经济在新世纪高速发展,中国泵工业的设计制图技术、冶炼铸造技术、制造技术和泵测试技术都获得了巨大进步。

在制图设计技术上,当今中国泵公司,无论是大型还是小型企业,不管是中高管理层,还是泵制造工厂或者车间,电脑应用已经普及。在泵技术或设计部门,CAD制图技术也已普及,被广大工程师所掌握,现今很难找出一块图版或一把丁字尺。现今制图效率大大提高,而且图面整齐、清洁,又省掉了描图一道工序。

在叶片泵设计中,几十年来一成不变的相似法、一元流线法和升力法,在新世纪也有了变化,只能作为初步设计了,紧接而来的新的设计方法产生了:如逆设计法、可控速度矩法和优化设计法等,被很多工程师所采用。

近年来,各种不同应用领域的叶片泵都已经向高效先进水力/结构设计趋势快速发展。有些泵的设计有苛刻空间尺寸或安装尺寸约束;有些泵只需要满足最佳工况点的性能要求;有些则需满足多工况点、特定的整个扬程曲线;而有些泵则要求尽可能扩大高效区范围,这就促使一些公司引进采用商业化的设计研发专用软件和仿真软件,如CN、CFX软件等。这些软件整合着多年设计、应用和测试经验,优化完成设计并计算出泵流体部件几何尺寸。这些三维水力模型可自动生成网格,从各种最先进、成熟的湍流模型中选择合适湍流模型,作CFD和FEA分析计算并作数据处理分析。整个过程快速、简洁、较可靠。紧接着,叶轮数控加工编程模块,可对叶轮快速加工模拟,检查可能存在设计缺陷,帮助改进设计。另外,也可以用激光快速成型仪制造叶轮模型,直接进行精密铸造再少切削加工便成。总之,整个设计、加工研发周期大大缩短。这种设计数字化、信息化、现代化给叶片泵设计、制造带来了巨大进步。

在泵测试技术方面,这15年由于试验实行自动控制,对流量、扬程、功率及转速等进行同步数据采集、控制,通过计算机自动监测与控制技术进行数据的实际处理、曲线绘图、精度分析等工作,工作效率大大提高,也有效提高了测试精度。中国泵工业在这方面也获得很大进步,实现了现代化。这是泵宏观测试技术进步,在微观上,即在泵内流场测试方面,有些泵公司也开展LDV或PIV在泵内流场测试。

最近几年,中国泵业中一些公司,如沈鼓集团核电泵业有限公司,还非常重视流体力学、热力学、结构力学、转子动力学等泵基础性试验和研究。2011年开始,该公司已经开始进行国家科技支撑计划项目—高参数泵机械密封应用基础研究和国家973计划项目—机械装备再制造的基础科学问题。

在新材料冶炼、铸造、热处理方面,新世纪的中国泵业也有突破,如天门泵业有限公司研制的“喷水推进泵及其装置SS2377超低碳双相不锈钢精密铸件”在武汉通过国家级的国防科技成果鉴定。喷水推进装置广泛应用高速舰船,其材质为超低碳双相不锈钢。该材质冶炼、浇铸、固熔热处理技术是世界公认的难题,仅有瑞典、日本、美国等少数国家掌握了其成型技术。该公司从研制D970型喷水推进泵及其装置中的全部超低碳双相不锈钢精密铸件入手,对导叶体、叶轮和壳体等一系列精密铸件进行试制,掌握了利用精密树脂砂型铸造空间扭曲复杂薄壁翼型导叶片的整体成型技术,铸造的叶片翼型无需机加工。利用铸造模拟仿真软件对铸造工艺进行优化,开发了阶梯浇铸、高温打箱落砂等工艺方法,有效地防止了铸件缺陷的产生,研制成功D970型喷水推进泵及其装置的SS2377超低碳双相不锈钢精密铸件,实现了铸件r/ɑ两相相比和固熔热处理温度的优化控制,其金相组织、晶间腐蚀、力学性能、铸件射线探伤和水压试验等指标均经过第三方检测机构检验,并经中国船级社认可。目前首创的单泵功率5000KW大功率喷水推进泵及其装置已成功应用在中石油海上应急救援的海军高速三体搜救船上。

在制造技术上,泵行业各公司,尤其是一些重点骨干企业,在近五年来,综合实力全面提高,成批引入了数控机床,淘汰旧的机床。为了满足核电用泵、火电用泵的高精度加工要求,进口了镗铣加工中心,如上海凯泉先后从国外进口了德国九轴五联动落地镗铣加工中心;意大利六轴五联动加工中心;德国六轴五联动龙门镗铣加工中心;意大利的4m重型高精立式车铣中心;意大利2.5m重型高精立式车铣中心等。这些先进制造母机将全面提升了加工制造能力和制造水平。

随着制造技术高速发展,中国泵产业始终长期徘徊在中、低端产品设计制造,而大量高端产品一直依赖进口的局面打破了。近年,南水北调、西气东输、大型火电、石化、核电和国防等重大工程启动,尤其是核电用泵的首台首套国产化和海军舰艇泵喷设计、制造,推动我国高端泵设计制造长足进步,水平和产品质量都有了较大提高,研制出一大批拥有自主知识产权的新产品,核电站用核二、三级泵,基本上实现了国产化,打破了国外的技术封锁和市场垄断。目前核电泵国产化率已达到了75%以上。

重庆水泵厂有限公司研制的上充泵,运行振动值低于技术规格规定值的二分之一,其运行平稳性和可靠性优于国外产品,其技术性能满足百万千瓦级压水堆核电站使用要求,达到了国际同类产品先进水平。

上海电力修造总厂有限公司研制成功百万千瓦级常规岛前置泵、常规岛主给水泵、循环水泵等产品也都实现国产化。核级泵的国产化率已由6年前的5%提高到了目前的75%以上。

上海凯泉泵业集团为适应核电的相关要求,建造了核泵冷、热态试验台架,可进行核2级安全壳喷淋泵、高压安全注射泵、低压安全注射泵、余热排出泵及上充泵的水力性能试验、耐久试验、热冲击试验、杂质试验。

在高端泵产品方面,百万千瓦超超临界锅炉给水泵、长输管线输油泵(2000KW以上)、化工流程泵、高速泵等也实现了国产化。

中国泵工业技术巨大进步使这15年泵新产品不断涌现,是中国泵业发展史上前所未有的。这些新产品都是自主设计、研发的。如中国船舶及海洋工程设计研究院设计制造的单泵驱动功率为5000kW的喷水推进泵及其装置。又如2008年以后生产的600MW超临界机组给水泵芯包和2012年上海电力修造总厂有限公司研发生产的1000MW超超临界火电机组锅炉给水泵。还有中国有色(沈阳)泵业有限公司自主创新,开发成功大流量、高压力的第三代双缸双作用隔膜泵。大连深蓝泵业有限公司研制成功的多级低温液氧泵、高压甲铵泵。襄阳五二五泵业有限公司研制成功的用于1000MW火电机组烟气脱硫用LC900/1150循环泵。

山东双轮股份有限公司研发的半贫甲醇泵。大耐泵业有限公司的卧式多级筒袋泵、新型SAF2205双相不锈钢的海水液下泵、海水淡化的长轴液下泵。现今80%以上石油化工装置用泵,国内都能生产提供。

中国泵业技术巨大进步的还有四个表现,一是中国泵业量大面广的老产品,如单级离心泵和双吸离心泵的更新换代的周期大大缩短,整体系列泵效率有了较大提高,与世界泵业效率水平几乎在同一水平线上;二是叶片泵的机械密封已经普及。今天绝大多数新泵采用机械密封,往往是在工厂组装的集装式机械密封;三是海水泵的材料——铝青铜已被高合金的超低碳奥氏体不锈钢和超低碳双相不锈钢所取代;四是售前服务中,采用了泵选型软件,加快了选择泵的进程。

张新

●1965年毕业于华中工学院(华中科技大学)动力工程系水力机械专业,被分配至山西省重工业厅阳泉水泵厂工作,从事过电动往复泵、蒸汽往复泵、电动试压泵、中开式多级泵、矿用多级泵、锅炉给水泵、高压煤层注水泵和高压闭式试验台设计与制造工作。

●1981年~1982年以及2001年~2007年先后应邀在上海708研究所从事叶片泵三元流动研究、亚洲最大的闭式试验台、两栖装甲车和新型导弹艇的泵喷设计和制造工作,任副总工程师。

●1987年~1997年,任阳泉市人民政府驻上海联络处主任,主要从事经济技术合作与引进工作。

●1997年10月~1998年10月、1999年5月~2003年12月以及2007年10月后,任上海凯泉泵业集团顾问,主要参与了公司竞争战略和发展战略制定工作以及水力研究室的CFD分析、仿真技术研究和水力模型设计研究工作。

●曾任山西省力学会理事、山西省机械工程学会泵专业委员会主任;获得过省部级科技进步一等奖、二等奖各一项;发表过《混流泵转轮叶片理论与计算》等论文20多篇。

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