大流量泵站廣泛應(yīng)用于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的平原地區(qū)，在水資源調(diào)配、抗洪排澇、水生態(tài)改善、農(nóng)業(yè)排灌等涉及國家水安全的重要領(lǐng)域發(fā)揮著日益突出的作用。南水北調(diào)是緩解我國北方地區(qū)水資源短缺的戰(zhàn)略性工程，也是世界規(guī)模最大的梯級泵站工程。

大流量泵站存在以下重大問題：泵站水力系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)，導(dǎo)致出現(xiàn)脫流、旋渦、渦帶等有害流態(tài)，引發(fā)水泵機(jī)組強(qiáng)烈振動；泵裝置水力設(shè)計與泵房水工設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計各自為政；進(jìn)、出水流道三維型體水力設(shè)計方法落后、泵裝置效率低；進(jìn)、出水流道三維型體的施工偏差大；泵裝置關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用缺乏系統(tǒng)性。

針對大流量泵站建設(shè)的各個關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)，歷經(jīng)16年的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和工程實踐，集成研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大流量泵站創(chuàng)新技術(shù)體系，實現(xiàn)了高性能泵裝置關(guān)鍵技術(shù)的重大突破。本項目獲授權(quán)發(fā)明專利33件、軟件著作權(quán)3件，出版專著1部、發(fā)表論文121篇，主要研究成果被國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采納。研究成果在南水北調(diào)工程中得到全面應(yīng)用，并推廣應(yīng)用于全國各地的大流量泵站。

成果的先進(jìn)性及創(chuàng)新點：

據(jù)水利部選定的檢測機(jī)構(gòu)對應(yīng)用本成果的22座泵站的檢測結(jié)果，泵裝置效率平均達(dá)到80.2％，與20世紀(jì)末我國大流量泵站總體水平相比，平均提高8個百分點。據(jù)國內(nèi)外查新結(jié)果，所研發(fā)的前置豎井式貫流泵裝置、立式軸流泵裝置、導(dǎo)葉式混流泵裝置和斜式軸伸泵裝置等4種主要型式大流量泵裝置的效率均達(dá)到國內(nèi)外最高。由水利部組織的鑒定認(rèn)為本項目的設(shè)計方法和工程應(yīng)用成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

1.對南北水調(diào)工程大流量泵站高性能泵裝置關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了集成研發(fā)，創(chuàng)建了以泵裝置水力設(shè)計與泵房水工設(shè)計協(xié)同優(yōu)化為核心的涵蓋泵裝置設(shè)計、流道施工和泵站現(xiàn)場測試評價的大流量泵站高性能泵裝置成套關(guān)鍵技術(shù)，并將其推廣應(yīng)用于全國的大流量泵站。

2.提出高性能大流量泵站跨專業(yè)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計的新理念，以泵站安全穩(wěn)定和高效運行為總體目標(biāo)，創(chuàng)建了高性能大流量泵站協(xié)同優(yōu)化設(shè)計方法，解決了泵裝置水力設(shè)計與泵房水工設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計之間跨專業(yè)協(xié)同優(yōu)化問題，最大限度地實現(xiàn)了泵站運行的穩(wěn)定性、可靠性和高效性。

3.創(chuàng)建了基于CFD的進(jìn)、出水流道三維優(yōu)化設(shè)計理論及方法，發(fā)明了水力性能優(yōu)異的大流量泵站系列化進(jìn)、出水流道，大幅提高了泵裝置的能量性能和空化性能。

4.揭示了大流量泵裝置性能曲線與水泵性能曲線的高效區(qū)、馬鞍形區(qū)之間的關(guān)系，創(chuàng)建了基于nD值調(diào)整與水泵模型優(yōu)選相結(jié)合的大流量泵裝置水泵選型新方法，為保證泵裝置避開非穩(wěn)定工況區(qū)并盡可能位于高效區(qū)運行創(chuàng)造了必要條件。