[00378148]盐类溶液输送装备的关键技术研究及产业化

在化学工程和新能源领域内，通过采集(如盐湖开采的卤水)或反应制备的盐类溶液(如硝酸盐、亚硝酸盐溶液等)具有极高的利用价值。在盐溶液的输送流程中，输送泵阀是核心设备，而这些设备的低效运行、结盐问题和热不对称问题，导致的过度能耗和水资源成本价值为每年数亿元。这些技术瓶颈问题长期以来得不到合理解决，阻碍了相关行业的发展。该项目针对盐溶液输送过程中的关键问题进行技术攻关，形成自主知识产权，研发系列化的泵阀装备并实施产业化，替代进口产品。该项目探究了基于分子动理学的盐类溶液流动理论及从流场－固壁相互作用出发的输送泵阀设计理论，打破了盐溶液输送长期缺乏理论指导的局面，形成了一套多相流泵的三维设计方法；以工程应用为背景，探索盐溶液在不同结盐状态下的流动规律对结盐的影响，描述了壁面粗糙度和材质特性对盐溶液相变过程的影响；将计算流体动力学(CFD)与传统设计方法相结合，在流－热－固三者之间建立耦合关系，解决了泵内复杂流动过程中的单向耦合问题；借助相位多普勒粒子分析仪(PDPA)和粒子图像速度场仪(PIV)内流测试技术，建立了盐溶液输送泵内部流动与泵宏观特征之间的物理关联；结合CFD技术，探索了高效盐溶液输送泵的水力设计和结构设计方法，研发冲洗、热对称、润滑冷却等新型结构，提高了泵运行效率，有效解决了该类泵运行可靠性差的难题；进行样机试验与性能优化，结合工艺技术的研究，最终形成高效、稳定的盐溶液输送泵阀系列产品。通过该项目的研究，形成了两大系列、35种规格的盐溶液输送产品，用于输送常温盐溶液的泵型，流量为300-1000m<'3>/h，泵效率均大于69%；流量为4000-6000m<'3>/h，泵效率均大于76%，高效运行时间6个月以上。防结盐阀门正常运行时间8个月，该指标远高于国内同类产品的性能指标。用于输送高温盐溶液的泵型，流量为80-600m<'3>/h，泵效率均大于70%，轴承使用寿命5000到25000小时。其中600RY-72型泵的轴承寿命超过25000小时，为国际领先水平。