电厂循环水泵节能优化改造的研究与应用

电厂循环水泵节能优化改造的研究与应用

杨伦辉杨煜

(潞安矿业集团公司五阳热电厂山西长治046205)

摘要：循环冷却水系统是工业生产企业处理工艺装置热负荷不可或缺的公用工程装置，其能源消耗可占企业总能源消耗量的10%～40%。近年来，研究发现循环冷却水系统中水泵在电能消耗方面存在较大的浪费，一方面，水泵的设计压力和实际运行压力远高于系统的正常需求;另一方面，部分循环水系统末端用户调节不合理，造成管网系统阻抗高，回水压力富裕较大。正确核算循环水系统需电量、调整末端调节减小管网阻抗、充分利用回水富裕动能，对循环水电力消耗等指标的有效下降、系统能耗的有效降低有较大意义。

关键词：电厂循环水泵；节能优化改造；应用

引言

一个循环水泵站，其理想的运行工况应该是能满足用户要求，水泵长期处于最高效率点运行，管路配套合理，管路上的阀门处于全开状态没有节流损失，泵组有变频泵，用户工况变化、环境温度变化造成的用水量变化能用变频泵进行调节。在生产实践中，循环水泵站系统设计与实际运行工况会产生偏差，这种偏差会造成电能的浪费，因此，要根据实际运行参数对泵站进行节能改造，修正设计偏差，达到节能降耗的效果。

1电厂循环水泵节能优化改造措施

1.1射流减阻节能装置的节能原理

该装置全名应为“流体减、稳、增装置”。“减”的意思是:减少水泵出口阻力。“稳”的意思是:稳定水泵出口水流流向。“增”的意思是:增加系统末端压力。装置由吸水室、增压室、喷射室3个部分组成。吸水室用于吸收水泵出口喷射到管壁的高压水流，将其导入增压室，经过一系列的增压过程，形成射流从喷射室喷出并和管道内水流融合。射流为高压水流，能纠正乱流的流向，最终使其形成稳流，在管道内顺畅流动。通常水泵的扬程是按照机组的压降、管道沿程阻力及局部阻力之和来设计的，其中包含了泵口的阻力。该装置可以在流量保持不变的情况下将泵口的阻力减小，即减低对扬程的需求。水泵扬程减小了，电动机的功率就会随之大幅降低。

1.2机泵效率方面

根据水泵实际运行状态参数(实际压力、流量及输入功率)，分析了该泵的性能特征，水泵实际运行效率不高，只有78%～80%，与高效(88%以上)节能设备有较大的差距。

（1）水泵的汽蚀性能比较差，汽蚀余量达7m左右，在进水位条件不利的情况下肯定会发生汽蚀现象，影响设备的实际运行效率和性能发挥。

（2）水泵系统不相匹配时造成偏工况运行，偏离高效区，其实际运行效率低于出厂额定效率，处于不经济运行状态;系统设计时选用流量为6730t/h、扬程为52m的水泵，在运行过程中实际工作区域与设计时发生偏离(泵出口0．55MPa)，直接影响了设备实际运行效率。

（3）由于水泵站是循环水系统高能耗的核心板块，主要功能是为系统提供合格的冷却水，因此，由于水的连续传递性，在输送过程中每个单元的能量损耗均需由泵站提供。经分析，本系统运行过程中能耗损失较大，这也造成了泵站能耗较高。

1.3管网单元

优化循环水系统管网，调整各生产装置的水力平衡，确定合理的循环水量及能耗指标，做到按需供水，从而提高运行效率。

（1）在各个化工单元安装机械测压装置，通过测量实际循环水量和供回水温差，记录好改造前运行状态，同时也作为系统调试的基础。

（2）水量平衡调整:调整各区域的水力平衡条件(精细平衡的优化会涉及供水条件小范围的变化，但不会改变循环水量和使用效果)，建立更加合理的输配网络，进而为系统提供合理的能耗指标及运行参数，提高系统的循环效率。

实施方法如下。（1）对温差偏小的单元及换热设备进行逐一水量平衡调整，使其处于经济温差下运行，提高流量的使用效率;并积极与该工段沟通，对调试结果进行备案。（2）对于部分使用效果存在问题的换热设备进行换热性能标定。对于因标高较高、循环水压力较低而影响换热效果的设备进行局部增压，促进换热良性循环；对于因前期循环水流速偏低而造成结垢影响换热效果的换热器进行清洗，并调节阀门开度，保证循环水最低流量。

2循环水泵站节能改造的效果

第一阶段改造速度快、投资少、见效快。通过管路改造降低系统运行管压，通过叶轮切削降低水泵出口扬程，改造完成后，低压循环水泵组在正常满足用户需求的情况下，泵组运行总功率降低为1554kW，下降404kW，节电率20.6%。

第二阶段改造投资大，但效果很好。低压循环水泵组5#,8#水泵进行高效节能泵改造，2台高效节能泵2013年5月安装完成，于6月6日试运行，其出水量未达到技术协议要求，水泵厂家进行重新整改，7月31日完成5#泵的叶轮更换并试车成功，8月1日完成8#泵的叶轮更换并试车成功，试车完成后5#,8#高效节能泵替换原有的两台工频泵投人运行。根据测量运行功率，改造前系统运行功率1554.26kW，改造后系统运行功率1299.89kW，改造后低压循环系统小时节电量为254.37kWh，系统节电率16.37%o中压循环水泵组2#水泵进行高效节能泵改造，于2013年5月23日安装完成并投人运行，系统的总运行功率为302.48kW，改造前该系统的总运行功率为374.12kW，系统小时节电量为71.64kWh，系统节电率为19.14%;上塔泵组对2#水泵机组进行高效节能泵改造，于2013年6月17日安装完成并投人运行，系统的总运行功率为133.65kW，改造前该系统的总运行功率为270.06kW，系统小时节电量为136.41kWh，系统节电率为50.51%。

第三阶段的改造，完善了系统也达到了节能的效果。2014年1月26日软水循环泵组4#水泵高效节能泵改造施工完成投人运行，运行总功率下降150kW，实际节电率20%。

通过对循环水泵站进行节能改造，有效降低了水泵站的运行电耗，统计显示，2012年全年平均吨水综合耗电0.3136kWh/t，2013年下降为0.2649kWh/t,2014年下降为0.2349kWh/t,2015年与2014年持平。动力车间循环水泵站每年外供水约1.5亿吨，通过节能改造每年可节电约1650万kWh，减少电费支出约908万元。

结束语

随着企业规模的不断扩大，降低运行成本、提高运行质量已成为企业发展的重要依托。新疆中泰化学(集团)股份有限公司对于循环冷却水的节能优化改造将以点带面，今后将着力于各装置、各单元的节能优化技术研究，将节能优化工作有效、持续推进。

参考文献:

［1］李薇．流体输送与传热技术［M］．北京:化学工业出版社，2009:19．

［2］傅俊峰，张健康，肖飞，等．现行工业制取硫酸工艺冷却水系统节能探讨［J］．中国高新技术企业，2016(23):88－89．

［3］杨永利．过程系统阻力优化技术在宝钢炼钢板换循环水系统的应用［J］．中国高新技术企业，2013(23):31－32．