關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

高效碳纖維復(fù)合材料耐腐蝕泵是裝備制造業(yè)的高端產(chǎn)品，具有2項(xiàng)發(fā)明專利自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該產(chǎn)品具有效率高、重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、使用壽命長、振動(dòng)噪音低等優(yōu)異性能，廣泛用于石油化工、有色金屬冶煉、制酸用酸、焦化等行業(yè)，正在逐步取代使用壽命短和效率低的塑料泵。

1.技術(shù)概述

本項(xiàng)目采用重量輕、模量高、耐腐蝕、抗疲勞、線膨脹系數(shù)低、振動(dòng)阻尼大、振動(dòng)噪音低等優(yōu)點(diǎn)的碳纖維復(fù)合材料研制耐酸腐蝕的泵。該產(chǎn)品以其效率高、節(jié)能效果明顯用以替代目前石油化工、有色金屬冶煉、制酸用酸、焦化行業(yè)中大量使用的效率低下的高耗能塑料泵。

該產(chǎn)品目前僅美國有生產(chǎn)，用于艦船及大型船舶輔機(jī)泵，經(jīng)查新國內(nèi)僅有我公司研制生產(chǎn)碳纖維耐腐蝕泵用于裝備制造業(yè)中。該產(chǎn)品擁有核心技術(shù)，為公司專利技術(shù)產(chǎn)品，獨(dú)立研制一條耐稀酸腐蝕碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料生產(chǎn)線，產(chǎn)品根據(jù)用戶需求進(jìn)行批量生產(chǎn)。

2.節(jié)能原理

采用模具壓制碳纖維復(fù)合材料泵體及葉輪，泵體流道、葉輪完全符合遵循國際上先進(jìn)的蘇爾壽設(shè)計(jì)的水力模型的尺寸及精度，其尺寸及精度遠(yuǎn)高于金屬泵鑄造件的尺寸及精度，表面光潔度高，更高于塑料泵的尺寸和強(qiáng)度（塑料泵葉輪的葉片，為適應(yīng)塑料材質(zhì)，其葉片厚度很厚，而且葉片不是扭曲葉片，因此其泵的水力模型無法和碳纖維復(fù)合材料泵的水力模型相比。因此碳纖維泵的效率遠(yuǎn)高于市場上同類的塑料泵。

碳纖維葉輪比金屬泵葉輪輕，僅是金屬葉輪重量的1/5，因此轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，泵效率高。

3．推廣應(yīng)用可行性分析

（1）技術(shù)可行性分析

1）材料：碳纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度高于金屬材料，耐腐蝕性能優(yōu)于塑料，材料上完全滿足金屬泵的高強(qiáng)度要求和塑料泵的耐腐蝕要求。

2) 配方：富鼎碳素的高效碳纖維泵材料配方為發(fā)明專利，滿足高強(qiáng)度、耐腐蝕要求。

3) 成型工藝：富鼎碳素的專利成型工藝，確保碳纖維泵的各項(xiàng)性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4) 水力模型：富鼎碳素的碳纖維泵水力模型設(shè)計(jì)采用國外先進(jìn)技術(shù)，比塑料泵效率平均高32%，在節(jié)能減排方面有非常大的優(yōu)勢。

(2） 市場可行性分析

目前已有碳纖維泵在制酸、有色冶煉等行業(yè)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，為用戶節(jié)省了可觀的電費(fèi)，特別是替代效率低下的塑料泵，將會(huì)有非常大的市場前景。

4．經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析

（1）經(jīng)濟(jì)效益

在有色金屬冶煉、煤炭焦化、硫酸等行業(yè)中應(yīng)用的耐酸泵有各種規(guī)格，碳纖維復(fù)合材料耐腐蝕泵平均每臺(tái)按5萬元（不含電機(jī)）計(jì)算，生產(chǎn)成本約3.8萬元，若年銷售1000臺(tái)，銷售額約5000萬元 ，利潤率可達(dá)24%。

（2）社會(huì)效益

此產(chǎn)品節(jié)能效果顯著。由于目前上述行業(yè)多使用壽命短、效率低的塑料泵，如改用碳纖維復(fù)合材料耐腐蝕泵，效率大大提高，同時(shí)節(jié)能帶來的社會(huì)效益顯著。具體說明如下：

1）葫蘆島鋅廠：根據(jù)葫蘆島鋅業(yè)股份有限公司硫酸廠試用結(jié)果，在泵流量、揚(yáng)程等指標(biāo)相同情況下，塑料泵工作電流為66A，碳纖維泵工作電流為44A,碳纖維泵比塑料泵工作電流少22A,節(jié)電效果顯著。同以100AY-60泵比較：該泵每臺(tái)每年比塑料泵節(jié)電101,470kw/h(按工業(yè)用電1元/(kw/h)計(jì)算為10.147萬元，對于一個(gè)用上千臺(tái)耐酸泵的工廠來說，如果都用碳纖維復(fù)合材料耐酸泵，則僅節(jié)電一項(xiàng)就有十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能減排的社會(huì)效益。

2)赤峰紅燁鋅冶煉有限公司煉鋅二分廠試驗(yàn)結(jié)論為：該泵壽命長，噪音低，耐腐蝕性強(qiáng)，效率上比塑料泵高25個(gè)百分點(diǎn)左右，運(yùn)行平穩(wěn)性，效率，噪聲，振動(dòng)，都達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)。

3）批量使用測試報(bào)告。中條山侯馬北銅硫酸車間凈化工序稀酸循環(huán)泵是空塔、填料塔生產(chǎn)運(yùn)行關(guān)鍵設(shè)備，原使用904不銹鋼泵，由于不銹鋼材料腐蝕速度快，使用壽命僅一個(gè)半月，生產(chǎn)成本高，一個(gè)生產(chǎn)周期備件消耗達(dá)70萬以上，同時(shí)極大增加維修維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度，成為制藥制酸系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重大隱患。2013年企業(yè)將凈化系統(tǒng)的泵全部換成碳纖維泵，并且至今運(yùn)行比較穩(wěn)定。批量測試結(jié)果表明“碳纖維泵運(yùn)轉(zhuǎn)2年連續(xù)測試結(jié)果來看，效率增加，電流減少，噪音減少，效果有了明顯的改善，年節(jié)約資金可達(dá)50萬元”。