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苏尔寿185年的泵制造史

来源:苏尔寿作者:泵友圈

你知道苏尔寿公司的第一台水泵产于1834年吗?当时新成立的苏尔寿兄弟公司接到一个关于消防软管的订单。但苏尔寿经过研发设计,最终提供的是一整套包括软管和泵在内完整的灭火器设备。展望未来,设定创新标准——这是苏尔寿185年来的座右铭。


苏尔寿在1834年生产的第一批手动灭火器(图1)。1923年,苏尔寿为机动消防车配套消防泵(图2)。苏尔寿自成立以来,所生产的离心泵应用范围非常广泛,从灌溉、排水以及到饮用水。后来,苏尔寿又发明了应用于发电厂应用的泵,最开始的客户主要是蓄能发电和水利发电。由于产品的可靠性和高效率,我们的离心泵产品逐渐应用到火力发电和核能发电以及燃气和蒸汽发电领域。


       图1 手动灭火器(改造)                                  2 苏尔寿为消防汽车配备消防泵


苏尔寿泵的应用


苏尔寿泵——无论是管道泵、注水泵、多相泵还是海底泵——是石油和天然气生产以及石化行业的技术驱动因素。随着可持续发电工艺的兴起,苏尔寿泵也被用于太阳能发电厂和蓄能发电站。大型安装用泵的设计、计算、制造和测试都是都根据客户工艺要求实行定制化。苏尔寿为饮用水、水和废水处理提供泵解决方案。在通用工业应用(造纸、饮料、食品、化肥、海水淡化等)中,苏尔寿的坚固耐用且节能的泵产品满足了客户的高要求。


苏尔寿泵制造历史


自19世纪60年代以来,苏尔寿一直在大量生产离心泵产品(图3)。最初,苏尔寿泵主要用于污水处理、矿业以及制冷装置中的盐水循环水泵。


3 苏尔寿于1862年制造的离心泵



用于灌溉和排水的泵


从1890年起,苏尔寿生产的排水泵开始安装到埃及(尼罗河三角洲)和其他国家。例如,在意大利北部的Codigoro泵站,苏尔寿提供了5台立式轴流泵,每台泵流量为每小时28800立方米/小时,扬程为4-5米。

4 应用于埃及灌溉工程的苏尔寿离心泵 (1892~1906)



用于大规模灌溉的苏尔寿离心泵于1892年首次投入使用。当时,一个典型应用是,总流量达6500立方米/小时的苏尔寿泵安装在埃及的萨伊炼油厂(图4)。早在19世纪,带有浇铸导向筋的涡壳泵就已经大量应用于水处理领域。第一批泵产品靠皮带传动装置驱动,再后来设计的大型装置用泵则是配套蒸汽机、柴油机或电动机作为驱动。

立式污水泵的设计消除了汽蚀问题。自上个世纪以来,苏尔寿公司一直在不断优化其水力设计。具有最佳气蚀的双曲面叶轮叶片,使高转速泵成为了可能。


高压泵 – 配套电机驱动系统


电动机的配套安装可大大提高泵的输送扬程。苏尔寿第一次应用这项技术是在1894年,当时为多级泵配套安装了电动机。在竖轴上有三个串联的叶轮,并且叶轮之间用隔板隔开。该泵研发并应用到世界上第一个水力蓄能系统。


1896年,第一台高压离心泵问世。日内瓦市政自来水厂(图5)订购了一个大型多级泵,并配套一个1000 hp(735 kW) 的驱动电机,最终实现水运输流量达1350立方米/小时,扬程高达140米。当时,日内瓦市政自来水厂专门在日内瓦湖建了一个喷泉装置以释放系统中多余压力。时至今日,苏尔寿泵一直应用于此喷泉系统,并且运转良好(图6)。


5 瑞士日内瓦饮用水供应系统           图6 瑞士日内瓦湖上的喷泉



应用于井和矿井的深井泵


苏尔寿在1910年开发的深井泵取代了竖井。此泵产品在当时很快就流行起来,并被应用于矿山作业。苏尔寿第一个深井泵有一个24米的驱动轴。到1930年,苏尔寿生产已经可以生产长达170米驱动轴和驱动功率达800 hp(590 kW)的深井泵。当时,苏尔寿已经开始制造没有竖井的水下电泵,并且实现了电机直接集成在泵上的设计。


7 配套电机和操作系统的矿井排水泵(1902)


高压离心泵市场具有巨大的市场潜力,以前应用最多的是活塞泵。1898年,第一个高压离心排水泵被应用到西班牙霍卡霍铅矿和银矿,深度达390米深。该排水系统是将几个泵安装在不同高度,通过泵送水柱在这些泵之间建立了力锁连接。这些矿井泵以直接配套电机驱驱动(图7)。

巧妙地设计


多级泵设计的另一个重大进展是1905年平衡盘的引入。最初,轴向力基本上是使用对称叶轮来实现平衡。平衡活塞鼓和滚珠或滑动轴承吸收了残余力。平衡盘的出现使得在整个轴上只布置串联叶轮成为可能,并完全抵消轴向推力。


水利蓄能泵


随着沿河水电站的扩建,电力的储存变得越来越重要。为了提高发电厂的效率,越来越多的高海拔蓄水层被开发。1894年,苏尔寿为意大利的Hussy纺织厂制造了世界上第一个蓄能泵。1904年,苏尔寿为Olten-Aarburg电厂提供了第一个最大的蓄能系统,并配有一个800 hp(590 kW) 高压泵。


  图8 安装苏尔寿水利蓄能泵(1951年)     

9 运送苏尔寿蓄能泵的车队艰难行走在瑞士阿尔卑斯山间     


另一个重大里程碑,在1929年为德累斯顿附近的Niederwartha水力发电站安装了超大型高压泵,其机组容量为27000 hp(19.9 kW)。1957年,在当时是世界上最大的抽水蓄能电站在威尔士建成。它采用了四个立式两级双流泵,每台泵的驱动功率为69.7 MW。图8和图9显示了这些高压泵有多大。


全速前进


随着蒸汽发电厂变得越来越大,从1912年开始,离心泵开始应用到锅炉给水系统。这些泵能够承受高达200°C(392°F) 的温度和超过100 bar的工作压力。苏尔寿曾经设计过电力和蒸汽的热电厂。图10为1946年的电力和蒸汽热电厂模型,图11为1950年高压蒸汽发电厂。

图10 蒸汽和电力的热电站模型1946年)         

图11 高压蒸汽发电站 (1950年)

图12 世界最大的汽轮机驱动锅炉给水泵安装在德国Neurath公司发电站(2006年)


1975年,苏尔寿在荷兰小镇Maasbracht安装了当时欧洲最大的锅炉给水泵。世界最大的汽轮机驱动锅炉给水泵 (47.5 MW) 于2006年交付给德国Neurath公司(图12)。


泵发展里程碑


注入泵用于石油和天然气领域。1975年,苏尔寿公司在阿尔及利亚安装了13台双相不锈钢注入泵。1977年,苏尔寿两台最大的注入泵,每台功率为15.7 MW,被运往沙特阿拉伯,但这一记录在1981年就已被打破,当时苏尔寿将两台18.8 MW的注入泵运往美国阿拉斯加并安装。在2002年,苏尔寿最大注入泵的驱动功率已经达到了27 MW。


13 苏尔寿是泵设计制造领导者上图只列举了部分苏尔寿创新业绩.


2001年,安装在墨西哥湾的苏尔寿高压注入泵的压力为605 bar,在油田二次采油中首次使用。2011年,苏尔寿公司开始研发800 bar海水注入泵,直到在2019年,所有研发型号全部成功实现了生产测试。


1999年,苏尔寿为北海提供了两台最大的海上多相泵,用于输送油气水混合物,单台驱动功率为4.5 MW。2000年,两台最大的、单台驱动功率为6 MW的苏尔寿多相泵被运往俄罗斯。2018年,苏尔寿多相泵(图14)安装在海平面1800米以下。


14 2012 年在英国利兹的苏尔寿测试台的海底泵

15 从基尔库克到海法和的黎波里的输送管道(1934年)


石油或水的管道运输


苏尔寿也是管道泵市场的主要供应商。第一条输油管线于1934年投入使用,从伊拉克的基尔库克输往地中海(图15)。1985年,苏尔寿为跨越加拿大和美国的最长的管道安装了100台管道泵。2008年,苏尔寿生产的世界上最大的管道泵安装在俄罗斯,驱动功率为14.5 MW。同年,为加拿大最长的原油管道提供了苏尔寿泵。

纸浆和造纸行业泵的主要供应商


芬兰Ahlström是纸浆和造纸行业泵的主要供应商。2000年通过收购了Ahlström泵,苏尔寿已成为全球关于纸浆和造纸工业用泵、搅拌器和混合器的创新领导者和值得信赖的供应商。2011年通过收购了Cardo Flow Solutions,苏尔寿进一步扩大了在纸浆和造纸行业的产品系列,包括ABS潜水泵和HST涡轮压缩机,它们也可用于其他流程工业。

持续优化和获取泵数据


除了始终坚持对各个工业领域的泵的研发和创新,苏尔寿还持续专注于其相关领域,如新叶轮的开发、泵水力模型的优化和工艺流程优化。根据被泵送的介质,选择最合适的泵材料,一直是苏尔寿泵设计的一个重要方向。早在20世纪20年代,苏尔寿就生产了用于泵送硝酸介质的耐酸泵,所使用材质为V2A材料(镍铬钢)。


苏尔寿的第一个专利项目是1996年为污水泵设计了无堵塞叶轮。苏尔寿实验室在20世纪80年代后期开始使用计算流体动力学 (CFD)计算方法。2009年,苏尔寿通过CFD优化的叶轮获得专利,2013年苏尔寿推出了第一个CFD优化的多通道叶轮。


1980年,苏尔寿第一批中浓泵的问世,为造纸、纸板生产和其他工业流程减少能源消耗做出贡献。在1995年综合脱气工艺首次出现,于是应用于此工艺流程的苏尔寿泵应运而生。


16   苏尔寿泵业务领域关于并购扩张的重大历史事件


苏尔寿于2017年启动了工业4.0计划。苏尔寿研发的BLUE BOXTM是一个创新的、基于云端的数据分析平台。BLUE BOXTM能够分析来自任何制造商的泵和管道设备的数据,帮助业主优化工厂的运行系统,以提高运行效率,并简化维护。


为了向客户提供更全面的泵和泵配件产品,苏尔寿在全球范围内收购了多家企业,并整合进苏尔寿系统。图16显示了苏尔寿关于泵业务的收购扩张历史中重要的里程碑。



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