循環(huán)水泵節(jié)能改造效果分析

(河南能源化工集團(tuán) 煤氣化公司,河南 鄭州 450001)

?生產(chǎn)與實(shí)踐?

循環(huán)水泵節(jié)能改造效果分析

喬曉光

(河南能源化工集團(tuán) 煤氣化公司,河南 鄭州 450001)

針對(duì)循環(huán)水泵在設(shè)計(jì)和設(shè)備選型中余量過大，在實(shí)際運(yùn)行工況中沒有進(jìn)行系統(tǒng)的合理匹配，造成能耗升高，存在比較嚴(yán)重的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際壓力、流量等狀況，通過一種新型的市場(chǎng)化節(jié)能機(jī)制，達(dá)到循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行、滿足生產(chǎn)需求和節(jié)能降耗目的。

EPC；節(jié)能；煤化工；能源管理；循環(huán)水

合同能源管理(Energy Performance Contracting，EPC)是一種新型的市場(chǎng)化節(jié)能機(jī)制。其實(shí)質(zhì)就是以減少的能源費(fèi)用來支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本的節(jié)能業(yè)務(wù)方式。這種節(jié)能投資方式允許客戶用未來的節(jié)能收益為工廠和設(shè)備升級(jí)，以降低目前的運(yùn)行成本；或者節(jié)能服務(wù)公司以承諾節(jié)能項(xiàng)目的節(jié)能效益或承包整體能源費(fèi)用的方式為客戶提供節(jié)能服務(wù)。

義馬氣化廠生產(chǎn)工藝中，生產(chǎn)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，需通過循環(huán)水系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻，針對(duì)熱電冷卻循環(huán)水系統(tǒng)來講，存在的最大問題是該循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備配置不合理，所選大功率、高揚(yáng)程循環(huán)水泵與管道系統(tǒng)不匹配，造成系統(tǒng)內(nèi)壓力過大，設(shè)備無法正常安全運(yùn)行。為保證凝汽器能安全工作，在凝汽器進(jìn)水口前端安裝了節(jié)流孔板，這樣雖能正常開機(jī)，但也埋下了極大的安全隱患，而且水泵運(yùn)行效率偏低，長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行，既對(duì)安全生產(chǎn)不利又浪費(fèi)能源。隨著國(guó)家節(jié)能減排的要求越來越高，由節(jié)能泵改造廠家通過對(duì)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，診斷出系統(tǒng)存在的問題，重新設(shè)計(jì)，重新定制設(shè)備，取代原運(yùn)行的高功耗、低效率的水泵。

1 改造前工況

1.1系統(tǒng)水運(yùn)行情況

461#熱電循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)配共有三套機(jī)組。兩臺(tái)循環(huán)水泵并聯(lián)運(yùn)行、末端換熱設(shè)備(凝汽器2臺(tái))+2臺(tái)冷卻塔；運(yùn)行時(shí)間：全年全天運(yùn)行，按年運(yùn)行時(shí)間8 520 h計(jì)算。

1.2技改前水泵工況

換熱器進(jìn)口孔板前壓力，0.43 MPa；換熱器進(jìn)口孔板后壓力，0.272～0.286 MPa；水泵編號(hào)，P06/07/08；水泵型號(hào)，28SA-10J；轉(zhuǎn)向，順時(shí)針；水泵功率，555 kW；流量，3 600 m3/h；揚(yáng)程，52 m；轉(zhuǎn)速，742 r/min；水泵生產(chǎn)廠家，長(zhǎng)沙通大長(zhǎng)沙水泵二廠；電機(jī)型號(hào)，Y500-8；電機(jī)，710 kW；電壓，6 000 V；電機(jī)生產(chǎn)廠家，上海電機(jī)；泵房位置，-2.1 m。具體操作參數(shù)如表1所示。

表1 技改前原水泵現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況

1.3水泵實(shí)際消耗功率計(jì)算

其中，P06、907消耗功率均為664 kW系統(tǒng)，電網(wǎng)電壓為6 kW；電機(jī)功率因數(shù)0.852，電機(jī)效率為95%。

2 改造內(nèi)容

通過對(duì)往年461#熱電系統(tǒng)流量、壓力、能耗的分析，由EMC節(jié)能泵改造廠家對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)測(cè)選擇可行的技術(shù)改造方案，使水泵的運(yùn)行和凝汽器設(shè)計(jì)工況點(diǎn)一致，從而在泵的高效運(yùn)行區(qū)工作。需對(duì)原有循環(huán)水泵重新進(jìn)行泵型的選擇，使其運(yùn)行壓力略高于系統(tǒng)壓力，其富裕壓力只需克服管道阻力和保證最高位置換熱器用水即可，但前提條件是必須與現(xiàn)有電機(jī)配套；主要進(jìn)行以下改造工作：①拆卸原有循環(huán)水泵，安裝3 600 m3/h，揚(yáng)程36 m的節(jié)能泵；②對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行工況參數(shù)進(jìn)行更符合實(shí)際要求的設(shè)計(jì)，保證在符合工藝運(yùn)行要求前提下節(jié)約能源，又保留了一定安全裕量。③葉輪采用高效水力模型，高效水泵水力效率比常規(guī)設(shè)計(jì)的水泵水力效率提高。④節(jié)能泵流量采用水力優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，容積效率高。⑤熱電分廠拆下凝汽器進(jìn)、出口節(jié)流孔板，根據(jù)實(shí)際尺寸配置管道進(jìn)行恢復(fù)。⑥泵轉(zhuǎn)子部件采用精密加工，減小了密封間隙，進(jìn)一步提高水力效率。⑦改造后系統(tǒng)運(yùn)行冷卻效果不變：兩臺(tái)循環(huán)泵并運(yùn)時(shí)，在保證上塔壓力0.18 MPa的條件下，系統(tǒng)流量>6 500 m3/h。⑧所有技改內(nèi)容全部由循環(huán)泵節(jié)能改造廠家負(fù)責(zé)完成，即設(shè)備供貨、現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試合格，甲方配合實(shí)施。

3 循環(huán)泵節(jié)能改造效果

3.1系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性與可行性能考核

三臺(tái)循環(huán)水泵全部改造完畢后，轉(zhuǎn)入節(jié)電性能考核。循環(huán)水泵改造完畢后兩臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)給水管網(wǎng)壓力為0.29～0.30 MPa，回水壓力為0.20 MPa，熱電分廠凝汽器上水壓力0.26 MPa，真空度0.09 MPa，與461#節(jié)能泵改造前參數(shù)一致，且滿足熱電分廠1#、2#發(fā)電機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行工藝要求；循環(huán)水流量根據(jù)熱電系統(tǒng)原有回水流量計(jì)顯示，改造完后要求兩臺(tái)循環(huán)泵回水流量為6 900～7 400 m3/h之間，達(dá)到技術(shù)要求。

3.2節(jié)能效果的驗(yàn)收

節(jié)電效益測(cè)算采用安裝電度表的方式進(jìn)行，以已安裝的循環(huán)泵對(duì)應(yīng)電度表為準(zhǔn)，并以此進(jìn)行技改前后功率驗(yàn)定的依據(jù)。有關(guān)部門、給排水分廠、電儀分廠及改造廠家分別于2012年10月14日至11月14日和2013年7月11日至8月11日分別進(jìn)行了電量底數(shù)抄表登記，具體數(shù)據(jù)見表2、表3。

表2 改造前循環(huán)泵2012年10-11月份統(tǒng)計(jì)電量

表3 改造后循環(huán)泵2013年7-8月份統(tǒng)計(jì)電量

根據(jù)上表可以計(jì)算出改造后461#熱電系統(tǒng)節(jié)電率為46.53%。

4 結(jié)論

節(jié)能泵改造完成后，系統(tǒng)運(yùn)行壓力滿足熱電分廠夏季高溫情況下滿負(fù)荷運(yùn)行需求，循環(huán)水量在6 900～7 400 m3/h之間，大于改造要求的6 500 t/h的要求，熱電分廠1#、2#發(fā)電機(jī)真空度0.09 MPa，與改造前數(shù)據(jù)一致，系統(tǒng)改造后能夠滿足后續(xù)生產(chǎn)需求。節(jié)電量方面，改造后系統(tǒng)節(jié)電率達(dá)到46.53%，節(jié)電效果相當(dāng)明顯，實(shí)現(xiàn)改造預(yù)期效果。

2014-05-13

喬曉光(1970-)，男，化工工藝工程師，從事煤氣化生產(chǎn)技術(shù)工作，電話：(0371)67991705。

TQ050.2

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1003-3467(2014)08-0042-02