蘇爾壽185年的泵制造史

你知道蘇爾壽公司的第一臺水泵產(chǎn)于1834年嗎?當(dāng)時新成立的蘇爾壽兄弟公司接到一個關(guān)于消防軟管的訂單。但蘇爾壽經(jīng)過研發(fā)設(shè)計，最終提供的是一整套包括軟管和泵在內(nèi)完整的滅火器設(shè)備。展望未來，設(shè)定創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)——這是蘇爾壽185年來的座右銘。

蘇爾壽在1834年生產(chǎn)的第一批手動滅火器（圖1）。1923年，蘇爾壽為機(jī)動消防車配套消防泵（圖2）。蘇爾壽自成立以來，所生產(chǎn)的離心泵應(yīng)用范圍非常廣泛，從灌溉、排水以及到飲用水。后來，蘇爾壽又發(fā)明了應(yīng)用于發(fā)電廠應(yīng)用的泵，最開始的客戶主要是蓄能發(fā)電和水利發(fā)電。由于產(chǎn)品的可靠性和高效率，我們的離心泵產(chǎn)品逐漸應(yīng)用到火力發(fā)電和核能發(fā)電以及燃?xì)夂驼羝l(fā)電領(lǐng)域。

       圖1 手動滅火器(改造)                                  圖2 蘇爾壽為消防汽車配備消防泵

蘇爾壽泵的應(yīng)用

蘇爾壽泵——無論是管道泵、注水泵、多相泵還是海底泵——是石油和天然氣生產(chǎn)以及石化行業(yè)的技術(shù)驅(qū)動因素。隨著可持續(xù)發(fā)電工藝的興起，蘇爾壽泵也被用于太陽能發(fā)電廠和蓄能發(fā)電站。大型安裝用泵的設(shè)計、計算、制造和測試都是都根據(jù)客戶工藝要求實行定制化。蘇爾壽為飲用水、水和廢水處理提供泵解決方案。在通用工業(yè)應(yīng)用（造紙、飲料、食品、化肥、海水淡化等）中，蘇爾壽的堅固耐用且節(jié)能的泵產(chǎn)品滿足了客戶的高要求。

蘇爾壽泵制造歷史

自19世紀(jì)60年代以來，蘇爾壽一直在大量生產(chǎn)離心泵產(chǎn)品（圖3）。最初，蘇爾壽泵主要用于污水處理、礦業(yè)以及制冷裝置中的鹽水循環(huán)水泵。

圖3 蘇爾壽于1862年制造的離心泵

用于灌溉和排水的泵

從1890年起，蘇爾壽生產(chǎn)的排水泵開始安裝到埃及（尼羅河三角洲）和其他國家。例如，在意大利北部的Codigoro泵站，蘇爾壽提供了5臺立式軸流泵，每臺泵流量為每小時28800立方米/小時，揚(yáng)程為4-5米。

圖4 應(yīng)用于埃及灌溉工程的蘇爾壽離心泵 (1892年~1906年)

用于大規(guī)模灌溉的蘇爾壽離心泵于1892年首次投入使用。當(dāng)時，一個典型應(yīng)用是，總流量達(dá)6500立方米/小時的蘇爾壽泵安裝在埃及的薩伊煉油廠（圖4）。早在19世紀(jì)，帶有澆鑄導(dǎo)向筋的渦殼泵就已經(jīng)大量應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。第一批泵產(chǎn)品靠皮帶傳動裝置驅(qū)動，再后來設(shè)計的大型裝置用泵則是配套蒸汽機(jī)、柴油機(jī)或電動機(jī)作為驅(qū)動。

立式污水泵的設(shè)計消除了汽蝕問題。自上個世紀(jì)以來，蘇爾壽公司一直在不斷優(yōu)化其水力設(shè)計。具有最佳氣蝕的雙曲面葉輪葉片，使高轉(zhuǎn)速泵成為了可能。

高壓泵 – 配套電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)

電動機(jī)的配套安裝可大大提高泵的輸送揚(yáng)程。蘇爾壽第一次應(yīng)用這項技術(shù)是在1894年，當(dāng)時為多級泵配套安裝了電動機(jī)。在豎軸上有三個串聯(lián)的葉輪，并且葉輪之間用隔板隔開。該泵研發(fā)并應(yīng)用到世界上第一個水力蓄能系統(tǒng)。

1896年，第一臺高壓離心泵問世。日內(nèi)瓦市政自來水廠（圖5）訂購了一個大型多級泵，并配套一個1000 hp（735 kW） 的驅(qū)動電機(jī)，最終實現(xiàn)水運(yùn)輸流量達(dá)1350立方米/小時，揚(yáng)程高達(dá)140米。當(dāng)時，日內(nèi)瓦市政自來水廠專門在日內(nèi)瓦湖建了一個噴泉裝置以釋放系統(tǒng)中多余壓力。時至今日，蘇爾壽泵一直應(yīng)用于此噴泉系統(tǒng)，并且運(yùn)轉(zhuǎn)良好（圖6）。

圖5 瑞士日內(nèi)瓦飲用水供應(yīng)系統(tǒng)           圖6 瑞士日內(nèi)瓦湖上的噴泉

應(yīng)用于井和礦井的深井泵

蘇爾壽在1910年開發(fā)的深井泵取代了豎井。此泵產(chǎn)品在當(dāng)時很快就流行起來，并被應(yīng)用于礦山作業(yè)。蘇爾壽第一個深井泵有一個24米的驅(qū)動軸。到1930年，蘇爾壽生產(chǎn)已經(jīng)可以生產(chǎn)長達(dá)170米驅(qū)動軸和驅(qū)動功率達(dá)800 hp（590 kW）的深井泵。當(dāng)時，蘇爾壽已經(jīng)開始制造沒有豎井的水下電泵，并且實現(xiàn)了電機(jī)直接集成在泵上的設(shè)計。

圖7 配套電機(jī)和操作系統(tǒng)的礦井排水泵(1902年)

高壓離心泵市場具有巨大的市場潛力，以前應(yīng)用最多的是活塞泵。1898年，第一個高壓離心排水泵被應(yīng)用到西班牙霍卡霍鉛礦和銀礦，深度達(dá)390米深。該排水系統(tǒng)是將幾個泵安裝在不同高度，通過泵送水柱在這些泵之間建立了力鎖連接。這些礦井泵以直接配套電機(jī)驅(qū)驅(qū)動（圖7）。

巧妙地設(shè)計

多級泵設(shè)計的另一個重大進(jìn)展是1905年平衡盤的引入。最初，軸向力基本上是使用對稱葉輪來實現(xiàn)平衡。平衡活塞鼓和滾珠或滑動軸承吸收了殘余力。平衡盤的出現(xiàn)使得在整個軸上只布置串聯(lián)葉輪成為可能，并完全抵消軸向推力。

水利蓄能泵

隨著沿河水電站的擴(kuò)建，電力的儲存變得越來越重要。為了提高發(fā)電廠的效率，越來越多的高海拔蓄水層被開發(fā)。1894年，蘇爾壽為意大利的Hussy紡織廠制造了世界上第一個蓄能泵。1904年，蘇爾壽為Olten-Aarburg電廠提供了第一個最大的蓄能系統(tǒng)，并配有一個800 hp（590 kW） 高壓泵。

  圖8 安裝蘇爾壽水利蓄能泵（1951年）     

圖9 運(yùn)送蘇爾壽蓄能泵的車隊艱難行走在瑞士阿爾卑斯山間     

另一個重大里程碑，在1929年為德累斯頓附近的Niederwartha水力發(fā)電站安裝了超大型高壓泵，其機(jī)組容量為27000 hp（19.9 kW）。1957年，在當(dāng)時是世界上最大的抽水蓄能電站在威爾士建成。它采用了四個立式兩級雙流泵，每臺泵的驅(qū)動功率為69.7 MW。圖8和圖9顯示了這些高壓泵有多大。

全速前進(jìn)

隨著蒸汽發(fā)電廠變得越來越大，從1912年開始，離心泵開始應(yīng)用到鍋爐給水系統(tǒng)。這些泵能夠承受高達(dá)200°C（392°F） 的溫度和超過100 bar的工作壓力。蘇爾壽曾經(jīng)設(shè)計過電力和蒸汽的熱電廠。圖10為1946年的電力和蒸汽熱電廠模型，圖11為1950年高壓蒸汽發(fā)電廠。

圖10 蒸汽和電力的熱電站模型（1946年）         

圖11 高壓蒸汽發(fā)電站 (1950年)

圖12 世界最大的汽輪機(jī)驅(qū)動鍋爐給水泵安裝在德國Neurath公司發(fā)電站（2006年）

1975年，蘇爾壽在荷蘭小鎮(zhèn)Maasbracht安裝了當(dāng)時歐洲最大的鍋爐給水泵。世界最大的汽輪機(jī)驅(qū)動鍋爐給水泵 （47.5 MW） 于2006年交付給德國Neurath公司（圖12）。

泵發(fā)展里程碑

注入泵用于石油和天然氣領(lǐng)域。1975年，蘇爾壽公司在阿爾及利亞安裝了13臺雙相不銹鋼注入泵。1977年，蘇爾壽兩臺最大的注入泵，每臺功率為15.7 MW，被運(yùn)往沙特阿拉伯，但這一記錄在1981年就已被打破，當(dāng)時蘇爾壽將兩臺18.8 MW的注入泵運(yùn)往美國阿拉斯加并安裝。在2002年，蘇爾壽最大注入泵的驅(qū)動功率已經(jīng)達(dá)到了27 MW。

圖13 蘇爾壽是泵設(shè)計制造領(lǐng)導(dǎo)者—上圖只列舉了部分蘇爾壽創(chuàng)新業(yè)績.

2001年，安裝在墨西哥灣的蘇爾壽高壓注入泵的壓力為605 bar，在油田二次采油中首次使用。2011年，蘇爾壽公司開始研發(fā)800 bar海水注入泵，直到在2019年，所有研發(fā)型號全部成功實現(xiàn)了生產(chǎn)測試。

1999年，蘇爾壽為北海提供了兩臺最大的海上多相泵，用于輸送油氣水混合物，單臺驅(qū)動功率為4.5 MW。2000年，兩臺最大的、單臺驅(qū)動功率為6 MW的蘇爾壽多相泵被運(yùn)往俄羅斯。2018年，蘇爾壽多相泵（圖14）安裝在海平面1800米以下。

圖14 2012 年在英國利茲的蘇爾壽測試臺的海底泵

圖15 從基爾庫克到海法和的黎波里的輸送管道（1934年）

石油或水的管道運(yùn)輸

蘇爾壽也是管道泵市場的主要供應(yīng)商。第一條輸油管線于1934年投入使用，從伊拉克的基爾庫克輸往地中海（圖15）。1985年，蘇爾壽為跨越加拿大和美國的最長的管道安裝了100臺管道泵。2008年，蘇爾壽生產(chǎn)的世界上最大的管道泵安裝在俄羅斯，驅(qū)動功率為14.5 MW。同年，為加拿大最長的原油管道提供了蘇爾壽泵。

紙漿和造紙行業(yè)泵的主要供應(yīng)商

芬蘭Ahlstr?m是紙漿和造紙行業(yè)泵的主要供應(yīng)商。2000年通過收購了Ahlstr?m泵，蘇爾壽已成為全球關(guān)于紙漿和造紙工業(yè)用泵、攪拌器和混合器的創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者和值得信賴的供應(yīng)商。2011年通過收購了Cardo Flow Solutions，蘇爾壽進(jìn)一步擴(kuò)大了在紙漿和造紙行業(yè)的產(chǎn)品系列，包括ABS潛水泵和HST渦輪壓縮機(jī)，它們也可用于其他流程工業(yè)。

持續(xù)優(yōu)化和獲取泵數(shù)據(jù)

除了始終堅持對各個工業(yè)領(lǐng)域的泵的研發(fā)和創(chuàng)新，蘇爾壽還持續(xù)專注于其相關(guān)領(lǐng)域，如新葉輪的開發(fā)、泵水力模型的優(yōu)化和工藝流程優(yōu)化。根據(jù)被泵送的介質(zhì)，選擇最合適的泵材料，一直是蘇爾壽泵設(shè)計的一個重要方向。早在20世紀(jì)20年代，蘇爾壽就生產(chǎn)了用于泵送硝酸介質(zhì)的耐酸泵，所使用材質(zhì)為V2A材料（鎳鉻鋼）。

蘇爾壽的第一個專利項目是1996年為污水泵設(shè)計了無堵塞葉輪。蘇爾壽實驗室在20世紀(jì)80年代后期開始使用計算流體動力學(xué) （CFD）計算方法。2009年，蘇爾壽通過CFD優(yōu)化的葉輪獲得專利，2013年蘇爾壽推出了第一個CFD優(yōu)化的多通道葉輪。

1980年，蘇爾壽第一批中濃泵的問世，為造紙、紙板生產(chǎn)和其他工業(yè)流程減少能源消耗做出貢獻(xiàn)。在1995年綜合脫氣工藝首次出現(xiàn)，于是應(yīng)用于此工藝流程的蘇爾壽泵應(yīng)運(yùn)而生。

圖16   蘇爾壽泵業(yè)務(wù)領(lǐng)域關(guān)于并購擴(kuò)張的重大歷史事件

蘇爾壽于2017年啟動了工業(yè)4.0計劃。蘇爾壽研發(fā)的BLUE BOX^TM是一個創(chuàng)新的、基于云端的數(shù)據(jù)分析平臺。BLUE BOX^TM能夠分析來自任何制造商的泵和管道設(shè)備的數(shù)據(jù)，幫助業(yè)主優(yōu)化工廠的運(yùn)行系統(tǒng)，以提高運(yùn)行效率，并簡化維護(hù)。

為了向客戶提供更全面的泵和泵配件產(chǎn)品，蘇爾壽在全球范圍內(nèi)收購了多家企業(yè)，并整合進(jìn)蘇爾壽系統(tǒng)。圖16顯示了蘇爾壽關(guān)于泵業(yè)務(wù)的收購擴(kuò)張歷史中重要的里程碑。

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