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8月28日,全省科学技术奖励大会暨科技创新工作会议隆重举行,大会正式公布了2017年度评选出的江苏省科学技术奖。
南水北调江苏水源公司——“南水北调工程大型高性能低扬程泵关键技术研究及推广应用”喜获江苏省科学技术一等奖。
“南水北调工程大型高性能低扬程泵关键技术研究及推广应用”主要是针对南水北调东线工程特点,特别是对低扬程泵内部流动机理不清,缺乏先进的设计理论、方法和高效水力模型;贯流泵装置结构复杂,没有高效成熟的装置成套技术;叶片表面加工精度不高,系统稳定性分析技术欠缺,泵运行的可靠性较差等方面的问题,围绕国家重大战略需求,采用产学研多方协同合作模式,在10余个国家、省科技项目的支持下,开展了卓有成效的理论研究、技术创新和推广应用工作,解决了长期制约行业发展的难题,实现了大型高性能低扬程泵关键技术的重大突破,综合技术指标达到国际领先水平,保证了南水北调工程及大中型泵站的安全、稳定和高效运行,为维护南水北调水资源安全、工农业生产和人民生活作出了重要贡献。
科技创新引领企业发展
科技创新是南水北调江苏水源公司的鲜明特色。作为继三峡工程之后的又一惊世之举,南水北调东线工程使千年大运河承载新的使命,在建设过程中,江苏水源公司紧紧围绕江苏南水北调工程建设需要和东线通水目标实现,制定“工程优质、技术先进、资源节约、管理高效”的建设目标,在国家重大发展战略牵引下,深化科技成果转化改革,完善科技创新体系,先后组织开展重大技术攻关和专题研究90余项,建成了亚洲、乃至世界上最密集的泵站工程集聚群。
特别是党的十八大以来,公司在系统分析我省南水北调工程制约通水的重大技术和关键设备的现状及建设需求的基础上,把握重点,突破难点,追踪热点,激发创新活力,有序开展水力机械、水工结构、自动控制、调度运行、工程施工及“四新技术”等方面的研究和推广应用,积极探索科技创新的新路,取得了一系列国内外先进和领先的技术成果,圆满实现了南水北调通水目标,为公司转型发展奠定了坚实科技支撑。公司先后组织开展重大技术攻关和专题研究40余项,相关课题获得国家“948”、“十一五”、“十二五”、“国家自然科学基金”及“国务院南水北调科技创新基金”项目支持,相关成果获得省、部级科技进步奖11项。
泵站技术
水泵是南水北调江苏段工程九级泵站的心脏,提高泵站的可靠性和效率,是江苏段泵站技术创新的关键和核心。针对我国在灯泡贯流泵水力模型、装置特性等方面研究不足的特点,对大型灯泡贯流泵站结构设计及振动安全度评价进行了系统研究,通过此研究基本形成了具有自主知识产权的大型灯泡贯流泵设计技术,并自主研发了3套大型贯流泵装置、4副水泵叶轮模型,研制了2种新型大型灯泡贯流泵装置结构和竖井贯流泵装置结构型式,改变了国内贯流泵站设计被国外厂商左右的被动局面,并领先于国际先进水平,研究成果已授权国内多家水泵企业生产使用,并广泛应用于国内重大水利工程,取得经济效益近5亿元;研发环保型组合式叶片调节系统,解决了传统调节机构漏油污染水体的问题,使运行更加节能环保,符合国家生态调水的需要;针对南水北调泵站工程运行工况较为复杂,对泵站运行效率要求高的特点,开展了以三维湍流理论为基础的大型泵站优化水力设计理论与应用研究,经过十多年的努力,创新发展了大型泵及泵装置设计理论,填补了基于CFD的三维优化水力设计理论及方法的空白,为推动我国泵站设计规范有关内容的更新发展提供了理论和技术支撑。研究成果在南水北调工程和其他水利工程的数十座泵站中得到成功应用,实施的南水北调东线工程15座新建泵站设计扬程工况和平均扬程工况的泵装置效率的平均值较以往总体水平绝对值提高了7个百分点。其中,南水北调东线工程邳州站竖井贯流泵装置和睢宁二站导叶式混流泵装置设计工况点的模型泵装置效率分别达到83.1%和83.5%,达到国际领先水平。研究成果先后获得省部级科技进步一等奖5项,二等奖1项。
工程调度运行
针对南水北调东线工程特点,研发基于远程控制的运行调度平台,开展“智慧水务”云诊断中心关键技术研究,构建了基于云计算的大型泵站群远程监测与协作诊断中心,研究和开发实时、精准、高效的泵站工程运行安全管理系统,大大提高了工程运行安全管理科技水平和效率。同时,针对东线工程以低扬程大型泵站为主的情况,开展梯级泵站(群)优化调度技术集成研究,建立了优化调度决策支持系统与优化调度准则,实现了对工程主要优化调度技术参数仿真模拟与评估,解决了传统依靠人工经验的调水方式,使南水北调梯级泵站(群)调度更加经济、安全。相关研究得到国家科技支撑计划和省重点研发计划支持,成果已在南水北调东线工程中得到应用,累计节省运行成本近2亿元。
河道疏浚淤泥
针对南水北调工程河道疏浚淤泥占地面积大、占地时间长、堆场难以快速复耕等难题,组织开展了疏浚泥处置关键技术研究,减少近25~30%占地面积,缩短占地时间50%以上,有效促进了土地资源的节约化利用,并积极开展科技成果转化,成立了控股的科技型企业并成功在新三板上市;开展了混凝土温控防裂及施工反馈应用和配合比优化研究,有效提高泵站混凝土浇筑质量;针对多座泵站位于膨胀土地区工程特点,提出科学合理的膨胀土改良施工工艺,开展了高地震烈度区泵站结构动力分析研究,提出地基抗液化和防渗方法,保证了泵站工程结构安全;为充分发挥南水北调东线工程的综合作用,首次在水利工程中组织开展了建筑与环境规划设计研究,提出了构筑“运河文化线路、水利遗产廊道、景观游憩廊道、城镇经济廊道”的大型水利基础设施规划设计方法,实现了建筑与建筑、建筑与自然、建筑与人文的和谐。相关成果先后获得省部级科技进步三等奖2项。