9月12日,晚9点,西安航天泵业公司总经理金忠升及输油泵性能优化项目组成员都守候在试验室,焦急地等待着最终的试验结果……
挑战自我 追求卓越
2018年6月7日,航天六院周利民副院长带队与中国石化销售华南分公司总经理及相关工作人员在广州会面,商讨战略合作推进事项。针对输油泵项目,双方认为航天动力西安泵业公司的输油泵产品通过近年来质量持续提升,在输油泵关键性能指标振动、噪音、运行可靠性等方面均已达到或超过了国际先进水平,但泵效率与国际顶尖水平仍有差距,双方决定成立联合攻关小组,就输油泵效率提升开展研究,使泵效达到国际先进水平,实现自我超越。
周利民副院长立即部署了相关工作,六院经营管理部副部长即刻开始筹划搭建资源平台。6月中旬,由中石化华南公司和航天六院共同参与的输油泵泵效提升联合攻关小组组建完成。周利民副院长担任组长,中石化华南公司副总经理、六院经营管理部副部长任副组长。输油泵性能优化工作以西安航天泵业公司为主体,联合中石化华南公司、航天六院、航天动力、11所等各单位共同实施。
项目组专家对提高泵效的参数、技术指标进行了全面分析,确定研究泵型为单级双吸泵,该参数泵国标节能效率为79.5%,国外成熟水力模型效率已达82.5%,项目组为实现自我超越,确定目标泵效率不低于84%,研制期限三个半月。
团结协作 集智攻坚
正常情况下,该项目研制周期至少为六个月,为了三个半月完成,西安航天泵业公司在六院及航天动力的指导下,精心策划,动员项目全体人员牺牲所有节假日、奋战100天,配合人员24小时待命,确保项目如期完成。
目标任务确定后,课题组迅速从设计、工艺、制造、检验、多方面制定初步方案,7月9日项目组召开技术方案评审会,中石化华南公司高度重视,安排4名专家参会,航天动力总经理亲自到会指导,设计方案吸收了中石化华南公司提出的27条优化建议,确定从提高水力效率、容积效率、机械效率三方面入手的方案。
面对项目周期短、目标高的困难,项目组梳理分析了现有所有水力模型及对应试验结果,借鉴火箭发动机涡轮泵设计技术,突破原有设计思路,采用三元反设计理论。通过CFD数值分析优化叶片载荷分布,限制边界层增长和避免叶片尾部边界层分离,减小摩擦损失和脱流场损失,得到叶片载荷的初步方案;建立泵效率与叶轮进出口直径、安放角、包角、叶轮出口宽度、面积比等关键参数的数学函数,结合遗传算法,进行多工况下全局寻优,得到高效区宽的水力模型目标参数组合。
叶轮和蜗壳动静部件间的相互作用形成的压力脉动会造成内部流场产生流动分离、空化、且能够激发振动和噪声等不稳定状况,会影响泵的效率和稳定性,采用非定常计算选择最优叶轮外径与蜗壳基圆间隙,同时优化叶轮前后盖板、计算转子临界转速、对整机组进行模态分析、优化结构设计,最大程度减小机械损失。同时,改进原有密封环结构,减小泄漏量,提高泵容积效率。
方案完善过程中,周副院长多次组织六院相关部门专家对方案进行了详细的分析论证,并给予指导,通过专家的复核论证后,设计方案最终定稿。
与此同时,金忠升总经理多次组织专业技术人员反复论证完善工艺方案,对前期质量改进成果进行固化。严格按API标准执行,提升产品加工装配质量,严控关键零件质量,重新梳理关键质量控制点,完善质量控制要求。为提高流道表面光洁度,开展了流道处理工艺调研,经多方面对比分析,最终采用对壳体流道进行喷涂处理、对叶轮流道采用磨粒流技术进行处理的方案。壳体、叶轮均采用三维坐标扫描技术测量;同时进行逆向拟合检查叶轮铸件尺寸;制做样板检查壳体铸件,实现全过程质量控制。
成效显著 再创佳绩
9月12日,项目组与11所技术人员共同完成试验验证,效率达到85.09%,超过国际先进水平2.6个百分点,超出研制目标,同时实现了70%-120%设计流量的高效区范围。针对输油泵产品变工况的实际运行特点,节能效果显著。全性能范围最大振动值为2.5mm/s,远低于国际同类产品。
金忠升总经理第一时间向一直关注项目进度的周利民副院长和朱奇总经理汇报了这个好消息。两位领导祝贺后对后续工作做了指示。
10月12日,中石化华南公司专程派三名专家进行试验验证,确认了试验结果,中石化华南公司对六院技术水平及攻关能力赞誉有加。
10月19日,该型号产品一举中标中石化湛江—廉江成品油管道工程项目。
该项目的成功具有里程碑的意义,是对输油泵产品不懈提质增效的验证与肯定。该项目的成功体现了西泵技术团队的专业性与勇于拼搏的精神,对打造航天品牌,扩大品牌影响力做出了贡献。后续将认真总结本项目经验,固化成果,进行产品的全面升级,提升市场竞争力。同时与中石化华南公司紧密配合,联合开展成果申报及推广工作。
2018年,是西安航天泵业有限公司成立十周年,也是中国航天科技集团公司与中国石油化工股份有限公司建立战略合作关系11年。合作机会来之不易,过程中我们遇到了各种困难,但始终不忘初心,坚持技术创新、走军民融合发展之路,与兄弟单位团结协作、勇于挑战自我、实现自我超越,打造航天精品。