因為要去宇宙，人類做出了火箭。
擺脫引力，穿破云層，探索外空，火箭能做到這些的底氣，是發(fā)動機給的。
(資料圖片)
如今，火箭發(fā)動機將這份底氣帶給了一個與航天不那么相關的領域，一些發(fā)動機的關鍵技術衍化應用到了石油化工領域。
從火箭發(fā)動機上找機會
石油沉睡了上百萬年，在荒原深海被喚醒后逡巡穿梭，從粘稠、深褐色的液體變成燃料、潤滑油、溶劑，變成工業(yè)的血液。其中，如何將其帶離產(chǎn)地，是貫穿始終的關鍵。
不僅石油，液態(tài)的化工原料也需要一枚“心臟”將其輸送到全國各地有需要的地方。在石化工業(yè)，“泵”就是這顆心臟。進一步而言，高速泵是石化工業(yè)萬千“心臟”中跳動得最強勁的一顆。
▲ W7型高速泵現(xiàn)場實拍圖
高速泵，全稱整體齒輪箱增速離心泵，結構簡單、流量小、揚程高，廣泛運用在石油化工、煤化工等領域。通過一對高低速齒輪的嚙合傳動，將原動機轉(zhuǎn)速提升到目標轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)較高揚程。在制造塑料瓶的PP材料、制作衣物的PX、PTA材料等原材料的生產(chǎn)過程，高速泵發(fā)揮著不可替代的作用。
上世紀90年代以前，國外公司的高速泵產(chǎn)品壟斷了世界市場，甚至在今天，大功率高端技術和市場上仍然被國外相關公司占據(jù)領先地位。但國內(nèi)高速泵的研制生產(chǎn)如今已初具規(guī)模，在世界市場上占據(jù)了一席之地。
其中，航天科技集團六院11所（京）基于火箭發(fā)動機渦輪泵技術，研制出了GSB系列高速泵，產(chǎn)品在國內(nèi)外均享有頗高評價。
▲ W7型高速泵外觀圖
由于外企高速泵產(chǎn)品長期壟斷市場，高速泵國產(chǎn)化問題亟待解決。自上世紀70年代開始，國內(nèi)相關廠家摸索并研制生產(chǎn)但遲遲未成規(guī)模。直至上世紀90年代，六院11所（京）從其主業(yè)火箭發(fā)動機的研制上找機會，以液體火箭發(fā)動機渦輪泵為基礎，開展高速泵的研制。
在吸收國外高速泵設計理念的基礎上，該所分別開展了GSB-L1型和GSB-W5型高速泵的研制，目前已形成GSB-L立式高速泵和GSB-W臥式高速泵兩大系列，最大功率達2000kW，廣泛運用于PTA裝置中對二甲苯輸送泵和密封水泵、聚丙烯裝置中的丙烯進料泵、加氫精制中的注水泵和貧胺液泵、煤制油裝置中的原料油進料泵、MTBE裝置中的原料泵等。
“基于YF-73發(fā)動機的渦輪泵本身就是一種高速泵，我們憑借在泵流場計算、水力模型優(yōu)化、汽蝕機理研究、大負荷高速軸承設計、高PV值超低黏度動密封等方面的設計經(jīng)驗和技術積累，很快就在工業(yè)用高速泵領域打開局面?！绷?1所（京）流體與旋轉(zhuǎn)機械事業(yè)部調(diào)研員李學華說。
從備選成為首選
“我們高速泵市場開拓開始并不順利，技術人員都得跑市場?！北M管現(xiàn)在六院11所（京）的高速泵已經(jīng)在全國市場全面鋪開，流體與旋轉(zhuǎn)機械事業(yè)部總經(jīng)理田國文依然對他們在非主業(yè)領域的艱難起步記憶尤深。
上世紀90年代，燕山向陽化工廠委托六院11所（京）流體與旋轉(zhuǎn)機械事業(yè)部研制立式高速泵。依據(jù)航天發(fā)動機技術的堅實基礎，事業(yè)部把握民用高速泵性能參數(shù)高、技術難度大、工作時間長等特點，吸收進口高速泵設計理念，先后攻克了增速箱設計、齒輪軸組件、高速機械密封等8項關鍵技術，第一臺高速泵如期誕生，連續(xù)無故障運行時間達到8000小時以上。
盡管如此，進口高速泵因其幾十年的積淀，依舊是國內(nèi)各大廠家的首選，這成為了團隊研制成功喜悅下的小小失望。為此，事業(yè)部的技術人員在堅持獨立自主研發(fā)高速泵后續(xù)型號的同時，從研究所走向了各個廠家，做起了不是很擅長的銷售工作。
▲ W7型高速泵外觀仿真圖
2010年，GSB-W7型600kW級高速泵研制成功，市場反響很好，中國真正意義上結束了國外高速泵行業(yè)知名公司大功率高速泵的壟斷地位。不過，在參數(shù)范圍上與這些公司的同類產(chǎn)品還存在一定的差距。于是，新型大功率GSB-W9高速泵的研制在2012年被提上日程。
“設計過程中W9高速泵依托液體火箭發(fā)動機渦輪泵技術，設計功率可達1000kW，最高轉(zhuǎn)速≤21000rpm，揚程范圍300～3000m，產(chǎn)品性能達到國際一流水平?！绷?1所（京）流體與旋轉(zhuǎn)機械事業(yè)部副主任工程師楊敏介紹，W9型高速泵團隊重點突破了齒輪箱降阻降噪設計、高效過流部件優(yōu)化設計、齒輪箱耐含腐蝕性沖洗液腐蝕設計等多項關鍵技術，研制完成的W9型高速泵促進了我國石油石化能源化工等領域重大裝備的升級換代。
▲ 出廠前的W9型高速泵
此外，為了適應市場化運行，六院11所（京）成立了航天石化技術裝備工程有限公司，專業(yè)的銷售團隊解放了科研人員的市場KPI壓力。如今，六院11所（京）的高速泵已經(jīng)成為國內(nèi)石化工程項目的首選，并且不斷開拓國際市場，出口到蘇丹、阿爾及利亞、菲律賓、土耳其、韓國等國家和地區(qū)。
“后續(xù)，我們還要研制更加先進的高速泵，爭取更多的行業(yè)需求，不斷提高售后服務質(zhì)量，充分滿足市場生產(chǎn)需要，”六院11所（京）流體與旋轉(zhuǎn)機械事業(yè)部主任工程師馬光輝說。
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