一奖项类别科技进步奖.docVIP

一、项目名称 大型灌溉排水泵站更新改造关键技术及应用 二、推荐单位意见 大型灌溉排水泵站担负着农田灌溉与排涝任务，是保证粮食安全和生态安全的重要农业基础设施。该项目紧密结合我国农业灌溉和排水工程建设需求，依托水利部“全国大型灌溉排水泵站更新改造项目”，针对目前我国大型灌溉排水泵站普遍存在装置效率低、运行稳定性差、供水保证率低的问题，采用理论分析、数值模拟、模型试验与现场测试相结合的方法，研发了超低压力脉动高效双吸离心泵水力模型，奠定了大型灌溉排水泵站稳定运行的技术基础；创建了泵站进水系统控涡技术，突破了前池与进水池非定常旋涡控制的技术瓶颈；发明了大口径自适应水力控制阀，实现了在不依赖外部能源条件下大型灌溉排水泵站停机倒流与直接水锤的双重控制；创建了浑水条件下泵站系统匹配技术，实现了多泥沙条件下水泵与泵站进出水系统流态最佳匹配。成果在大型灌溉排水泵站节能和稳定运行理论与技术方面取得重要突破，经教育部和水利部分别组织鉴定，专家认为成果总体上达到国际领先水平。成果获省部级科技奖励一等奖3项、二等奖1项；获授权发明专利23项、实用新型专利25项、软件著作权12项；主编国家标准3部、行业标准7部，且项目成果已经列入这些标准；出版学术著作4部，发表学术论文330篇，其中SCI/EI收录208篇。研究成果已在129处（座）大型泵站得到应用，为我国大型灌溉排水泵站的安全、稳定、高效运行提供了技术支撑，取得了显著的社会和经济效益。 推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。 三、项目简介 我国大型灌溉排水泵站主要担负农田灌溉和排涝任务，有效灌溉面积1.92亿亩，有效排涝面积1.37亿亩，生产占全国总产量1/4的粮食，保护着1.5亿群众的生命财产安全。我国大型灌溉排水泵站多建于20世纪70~80年代，普遍存在装置效率低、运行稳定性差、供水保证率不足的问题，面临着艰巨的更新改造任务。依靠传统技术难以改变这种状况。项目组自2006年开始，在国家科技支撑计划和国家自然科学基金重点项目等支持下，依托水利部“全国大型灌溉排水泵站更新改造项目（2010-2015）”，采用理论分析、数值模拟、模型试验与现场测试相结合的方法，系统开展了以节能降耗和提高运行稳定性为主要目标的大型灌溉排水泵站更新改造关键技术研究，取得了一系列创新性成果。主要创新点为： 1. 研发了超低压力脉动高效双吸离心泵水力模型。模型独创性地采用了交替加载技术，其比转速范围覆盖60％的大型灌溉排水泵站，最优工况效率可达90.60％，压力脉动只有6.56%，优于国际同类产品。突破了水泵压力脉动大的技术难题，奠定了大型灌溉排水泵站稳定运行的基础。 2. 创建了泵站进水系统控涡技术。该技术以进水池瞬态涡预测模型为基础，以组合式变高度导流墩和X型消涡板为特征，所获得的回流系数和流态均匀度分别为0.166和76.65％，显著优于现有整流方案，大幅降低了泵站进水系统水力损失，提高了泵站运行稳定性。 3. 发明了大口径自适应水力控制阀。该控制阀实现了在不依赖外部能源条件下，只靠水泵压力对大型灌溉排水泵站工况的自动控制，彻底解决了采用蝶阀／球阀时因控制时间不准确而出现的直接水锤和倒流喘振问题，保证了泵站的安全运行。 4. 创建了浑水条件下泵站系统匹配技术。该技术实现了针对泵站整个运行范围的三维多目标优化设计及浑水条件下泵站瞬态工况点的动态识别与控制，从设计和运行两个层面保证了水泵与进出水系统的流态匹配，突破了泵站装置效率低的技术难题。 成果已在129处（座）大型灌溉排水泵站得到应用，占列入水利部“全国大型灌溉排水泵站更新改造规划（2010-2015）”并已完成更新改造的大型泵站总量的67％，覆盖黄河流域89％的大型灌溉泵站。泵站能源单耗平均降低1.1千瓦?时/千吨?米，灌溉保证率提高9.4％。根据应用证明统计，近三年内节电5.03亿千瓦?时，增产粮食11.87亿公斤。为保证我国粮食“十二连增”发挥了直接作用，取得了显著的社会和经济效益。 经教育部和水利部分别组织鉴定，专家认为成果总体上达到国际领先水平。成果获2013年度教育部科技进步奖一等奖，2014、2015和2016年度大禹水利科技奖一等奖2项、二等奖1项；获授权发明专利23项、实用新型专利25项、软件著作权12项，主编国家标准3部、行业标准7部，且项目成果已经列入这些标准，出版学术著作4部，发表学术论文330篇，其中SCI/EI收录208篇。 四、客观评价 1．鉴定结论 2013年5月24日，由罗锡文院士、王浩院士、袁寿其教授等专家组成的教育部“大流量双吸离心泵压力脉动调控与节能关键技术及应用”成果鉴定委员会认为：成果推动了我国灌溉排水领域双吸离心泵理论与技术的创新，具有重要的科学意义与应用价值，总体上达到国际领先水平。 2016年3月17日，由曹树良教授和