高效節能泵在循環冷卻水系統應用

李輝++陳小青++武志鵬

【摘 要】 節能減排已經上升到了國家戰略，邯鋼集團邯寶能源中心采用能源合同管理模式，根據現場實際運行工況，采用先進流體機械設計技術和加工技術，量身定制高效節能泵替換高耗能水泵，水泵節能改造后平均節電率達到30%，效果十分明顯。合同能源管理模式為企業提供了一種便利的節能技改方式，實現了企業和投資方互利共贏。

【關鍵詞】 合同能源管理 高效水泵節能技術 能耗 效益

近年來，節能減排已經上升為國家戰略。鋼鐵行業是以能源消耗為主的產業，隨著全球能源的日益緊張，資源、能源和環保對鋼鐵行業提出越來越嚴格的要求。開發、應用節能減排技術是鋼鐵企業降低能耗、發展低碳循環經濟的主要途徑之一。

離心泵廣泛應用于工農業生產及居民生活的各個領域，每年消耗在水泵機組上的電能占全國電耗的21%以上，離心泵是一種將電動機的機械能轉化為輸送液體的靜壓能和動能的設備，由于存在電能、機械能、靜壓能和動能之間的轉換，所以其轉換效率的高低就備受關注，尤其是在能源日趨緊張的今天，節能降耗成為了當今社會的主體。如何提高離心泵的運行效率，實現系統的最優化運行就成為了用戶的主要研究對象。

1 節能改造前水泵實際運行情況

鋼軋泵站共140臺水泵，循環水量5萬立方/小時，就設計規模來講，被稱為亞洲最大的水站，年平均電耗為1900萬KW。通過對現場情況的分析，發現該泵站存在巨大的能源浪費，循環水系統水泵選型與系統工況不匹配，水泵實際工作點偏離最佳工況點，遠離高效區間，運行效率低下；水泵實際運行參數與水泵額定參數相差較大；系統局部阻力偏高，揚程損耗較大，實際運行耗能高等現象。

2 高效的水泵節能技術

針對目前工礦企業流體介質輸送系統普遍存在“大流量、低效率、高能耗”的狀況，按最佳工況運行原則，建立專業水力數學模型和參數采集標準，通過檢測復核當前運行的工況參數和設備額定參數，準確判斷引起高能耗的各種原因，準確找到最佳工況點，并提出最佳匹配方案；然后，通過整改不利因素，按最佳運行工況參數定做高效節能泵替換目前處于偏工況、低效率運行的水泵，消除因系統配置不合理引起的高能耗。

（1）根據現場的實際情況，“量身定制”提高泵組效率，首先利用一種快速準確測量流量的超聲波流量計對各泵組工況進行測量包括系統壓力、流量、水質、電流、電壓等，對各泵組實際外送流量進行準備的測量、校對、分析。為提高流量測量的效率、減少測量誤差。

（2）先進流體機械設計生產技術的引進---計算機仿真模型在流體機械設計中的應用，精確度超過三元流設計方法。針對原來水泵的結構特點，從水力模型、葉輪出口角、流道、泵體與泵蓋的合縫、加工精度、磨擦、容積損失等方面來進行了深入系統研究，對水泵自身結構設計進行改進并對配套的工藝狀況進行優化，達到減少無用能耗，提高水泵效能的目的。

（3）根據現場的實際條件，分析各種不利因素，加裝穩流節能裝置，以提高運行效率。該裝置能夠調節水泵出水口流態，使紊亂的流體通過裝置后變為平穩的層流，降低水力損失，提高系統效率，達到節能的效果。

（4）先進的數控加工技術的大量應用，取代了原有的填模鑄造工藝，提高了零件的精確度，降低了流體阻力。

（5）節能技術的應用使的控制方式更加靈活。將原有的回流控制手段改為液藕或變頻控制，達到既靈活又節能的目的。水泵節能與變頻控制的有效結合，更好提高節能效果。

3 節能量確認機技改效果

（1）以旋流井自吸泵為例，根據實際運行工況，把原來710KW自吸泵（600WFB-FD）的改造為長軸泵，改造完成后節電率41%，如表1所示。

（2）鋼軋泵站改造后運行效果：1）節能泵節能效益明顯：鋼軋泵站共改造水泵63臺，改造前月消耗電量1700萬KWH，改造完成后1400萬KWH，平均節電量30%。2）備件費用大幅降低：根據合同能源管理簽訂的技術協議，5年內備件維護費用有節能公司負責，每年降低備件費用300萬元，5年可以節約150萬元。3）檢修人力大幅降低：檢修人員由40人減少為6人。4）節能改造完成后，企業可以分享部分節能收益，能源合同管理結束后，節能設備和全部節能效益歸企業所有。5）社會效益按每年節約3600萬kWh計算，每年節省標煤約10800t，每年減少CO2排放35170t，每年可減少粉塵排放9791t。

4 結語

采用能源合同管理模式（EMC模式）下水泵節能改造，為企業提供了一種便利的節能技改方式，克服了企業在節能工作上投資意識不強、資金壓力大等困窘局面，企業不用前期投入資金就能享受節能收益，從根本上解決了困擾企業資金問題，同時也為企業提供了技術保障，降低了企業的風險，實現了企業和投資方互利共贏。

參考文獻：

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