长沙市泵阀产业技术创新战略联盟开展“泵阀高能效 轻量化 智能

2024年8月17日上午，由长沙市泵阀产业技术创新战略联盟组织的“泵阀高能效 轻量化 智能化设计”专题论坛在长沙理工大学新能源大楼二栋502会议室圆满举行，来自联盟成员单位及高校35人参加本次论坛。

论坛由湖南天一奥星泵业有限公司总经理何备荒正高级工程师主持，良名阀门科技有限公司胡良金董事长致辞，回顾了联盟及成员单位在技术创新、成果转化等方面取得的可喜成果，倡议行业锚定“高能效、轻量化、智能化”，把握时代机遇，希望联盟单位凝聚合力，奔赴产业新未来，并预祝本次论坛取得圆满成果。

论坛上来自高校和企业6位专家进行了主题汇报。

针对近年频繁发送的泵站超驼峰运行现象，长沙理工大学硕士生导师曾栋坪博士分享了《排涝泵站改造加固后超驼峰运行机组特性研究》，建立了改造后超驼峰运行时泵站启停过渡过程的数学模型，根据泵站实际数据与数学模型计算结果进行校验，对数学模型进行优化完善。针对金口泵站断流模式、新特征水位条件下超驼峰运行工况进行过渡研究，启动过渡过程流动特征分析为，水力驱气：通过真空阀排气，流态稳定；闭阀堰流：关闭阀门，避免空气倒吸，堰流与下降段水柱弥合，诱发水跃，上方气囊形成漩涡，使压力增加，恶化流态；闸孔出流：拍门受水冲开，并在拍门张角稳定后闸门提起，同时空气随水流形成只有水的稳定流动。对关闸停泵过程流动特征进行分析：闸门开始下落时，过流面积减小，形成局部高速区；下落由快转慢时，整体流量减小，速度幅值降低；接近完全关闭时，残余水流通过缝隙，形成局部低速流动。为泵站的开停机流程提供理论指导，提高泵站运行的安全性。

长沙市泵阀产业技术创新战略联盟副秘书长陈芳芳汇报主题为《新材料?新结构?新工艺—— 水泵轻量化的突破与未来》。在全球节能减排与工业设备高效化的发展趋势下，水泵作为流体输送核心设备，其轻量化设计对降低能耗、提升便携性及拓展应用场景至关重要。水泵轻量化的核心技术突破方向为材料替代与性能优化轻质高强材料应用、结构优化设计方法拓扑优化与计算流体动力学（CFD）仿真和极简主义设计原则；关键路径为叶轮泵壳等核心部件结构设计优化、根据不同工况选择合适的材质，采用精密铸造等先进制造工艺。水泵轻量化面临的挑战为追求轻量化的同时保持性能不受影响、涉及流体力学、材料科学等多学科交叉技术壁垒、成本与规模化生产瓶颈以及标准和检测体系缺失；未来可通过采用计算流体动力学和有限元分析进行等强度设计、推动材料国产化和完善标准体系等措施解决以上难题。

湖南农业大学童成彪教授介绍了《调节阀智能选型设计与服役性能研究》。通过分享调节阀应用异常案例如套筒阀失稳、活塞阀异常振动，固定锥形阀异常振动、膜片式减压阀压力振荡、调节阀振动扰民等，得出结论为调节阀各有特点，正确的选用是基础。故障是选型、设计、制造产生的，出现问题并非阀门类型原因产生。针对调节阀设计工况与运行工况偏离、运行过程中异常振动等应用异常案例，指出湍流振动、空话时空泡周期性的脱落、射流中的剪切层振荡、阀中心的非附着流、卡门涡激振动等都是振动的能量源。流型也被认定是决定振动水平的一个关键特征。介绍了为安徽红星阀门和博纳斯威设计的调节阀智能选型与设计专家系统。服役性能监测包括振动的幅值、振动的频谱特性以及振动与气蚀。

湖南泵阀制造有限公司技术总监朱铁强做《阀门轻量化设计探讨》汇报。阀门轻量化的目标为在保证产品性能的前提下，最大限度地降低重量；优化材料利用率，降低制造成本；提高产品的可靠性和安全性。设计原则为强度刚度、耐腐蚀性能、密封性能满足要求，可制造性良好，成本可控。轻量化设计方法为结构优化与材料优化。轻量化设计的风险为利用仿真分析软件设计的产品的可靠性验证以及新旧方案替换过程的风险。

远大阀门集团有限公司技术总监冯玉柱报告主题为《供水官网水压管理阀门性能及应用研究》。向参会人员介绍了远大阀门集团有限公司及阀门动态性能实验室。阀门作为控制水流、调节水压的关键 “节点”，其性能优劣直接关乎供水管网的安全与高效运行。随着物联网、大数据、云计算等技术应用，阀门技术需适应时代发展，推动供水管网智能化。阀门作为关键一环，智能化升级势在必行。展示了供水管网解决方案多个案例，包括新疆智能调压阀项目、排气阀排气量检测、深圳水务项目。

湘潭中基电站辅机制造有限公司技术总监做《组合式减压阀智能系统研发与应用》报告。ZJY46H组合式减压阀的智能控制系统，专为复杂工况下运行的供水系统设计的减压设备而研发的控制系统。当供水系统压力与流量超大幅度变化，机械自动稳压性能无法稳定出口压力时，智能控制系统的PLC调节自动介入，通过伺服电机调节控制阀，改变主阀开度；从而稳定供水系统压力。ZJY46H型组合式减压阀智能控制系统结构包括主阀结构、双反馈系统结构、智能控制系统结构。功能为伺服电动调压、PLC自动稳压、智能反冲排污、定时反冲排污和强制反冲排污；自动处理主要有喘振、主阀渗漏、主阀卡阻和用户缺失；提示功能为检修与维护。进行了控制系统界面介绍，包括自动运行主界面、手动操作界面、参数设置界面、数据追溯界面、检修维护界面、事件记录界面、报警记录界面、IO监控界面。

与会专家代表针对专家主题汇报和各自单位情况及个人想法进行了热烈讨论交流。泵阀联盟理事长李志鹏教授做总结发言。当前，“双碳”目标引领产业转型，能源结构加速调整，泵阀作为工业装备的“心脏”，其性能直接影响能源利用效率与设备可靠性。高能效、轻量化、智能化，不仅是行业发展的必然趋势，更是我们服务国家战略、赢得市场竞争的关键。

泵阀是关乎工业，农业及民生的安全与产业命脉，联盟将持续推动促进行业高能效，轻量化，智能化工作。本次论坛的成功举办，是思想的碰撞，也是合作的起点。未来长沙市泵阀产业技术创新战略联盟将以科技为帆，以创新为桨，共同书写泵阀产业高质量发展的新篇章。