循環水泵節能改造

（桐廬南方水泥有限公司，浙江 桐廬 311500）

1 問題描述

桐廬南方水泥有限公司9 MW余熱電站循環冷卻水系統裝備的循環水泵為單級雙吸水平中開式離心泵，按兩用一備工作制配備，3臺循環水泵的性能參數見表1。

表1 循環水泵的性能參數

水泵通過變頻控制器控制，根據凝汽器的真空度調節循環水流量大小，在余熱電站滿負荷運行時，2臺循環水泵同時運行，平均運行頻率約40 Hz，電機電流約310 A。水泵輸入功率Pr=1.732 UIcosφ=1.732×380×310×0.9=183.6 kW；

根據循環泵廠家的標準參數，計算40 Hz運行頻率下的對應參數，作出相應的流量-揚程曲線見圖1。其中①是轉速為1490 r/min的曲線。②是40 Hz運行頻率（即轉速1192 r/min）時的曲線。

根據現場測得的泵出口壓力和水池水位計算得到泵的實際運行揚程為H=16 m，對應的水泵流量Q=1600 m3/h。計算實際水功率：P=1600×16/3.6×102=69.72 kW。

則水泵運行效率：η=P/P r=69.72/183.6=0.38×100%=38%。

由于泵在運行工況下實際轉速僅為額定轉速的80%，約為1184 r/min，水泵出口壓力表顯示實際揚程為額定揚程的57%，約為16.7～16.1 m，嚴重偏離額定性能點，致使泵組效率大幅度下降，增加了電能消耗。

2 解決方案

圖1 流量-揚程曲線圖

要提高設備的運行效率，關鍵要讓水泵的性能與凝汽器循環水系統的管網特性相匹配，讓水泵運行在高效率區域，我們根據平時設備運行中檢測得到的數據，與設備制造單位取得聯系，讓水泵制造廠家根據我們的運行數據修改水泵設計參數，更換技術性能接近上述運行工況的水泵。經設計選型，確定選用臥式中開式離心泵。額定流量Q=1800 m3/h，揚程H=18 m，水泵設計效率為80%，配套電動機功率為132 kW。選用這樣的水泵，裝機功率降低了88 kW。我們先改造了3號泵做運行對比，檢測其節能效果。

3 技改后實際運行（使用）狀況

改造3號水泵后，在汽輪機負荷基本相同、真空度保持-95 kPa的工作條件下，未改造的1號和2號水泵同時運行的實際電流572 A，未改造的2號和改造后的3號水泵同時運行的實際電流約438 A。兩者相比電流減少134 A，每小時節電P r=1.732 UIcosφ=1.732×380×134×0.9=79.4 kW。

為進一步鑒別，后又于4月11日、4月12日單獨開未改造的1號水泵與改造后的3號水泵做8 h、5 h的對比試驗，主要對比數據見表2（均取對比試驗時間的平均值）。

表2 主要對比數據

開1臺水泵時每小時節電P r=1.732 UIcosφ=1.732×380×（345-209）×0.9=80.6 k W。

4 進一步優化方案

目前只改造完成1臺循環水泵，另外2臺循環水泵將在適當時機實施改造。

5 效益分析

取開2臺與開1臺節電量的平均值80 kW，按年運行300天、日運行24 h、不含稅電價0.60元/k Wh計算的年效益為：80×300×24×0.6=34.56萬元。

項目改造投資為：設備費8.67萬元+安裝費0.7萬元，合計9.37萬元。按設備折舊年限12年直線法折舊、年收益率6%、所得稅稅率25%計算的年凈收益為：34.56-（9.37/12+9.37×6%）×（1-25%）=24.91萬元，靜態投資回收期為0.38年。

6 總 結

根據我們的比較試驗，在冬季開1臺循環泵完全可以滿足汽輪機正常工作所需的循環水冷卻效果，我們認為選用更合適的水泵流量—揚程參數，通過運行參數（水泵運行頻率）的調整，減少循環水流量的冗余，將會有更好的節能效果。我們將繼續探索循環水泵的參數選擇和運行模式的調整，使之達到最佳的節能效果。