浅谈循环水系统的节能改造

回点通浅谈循环水系统的节能改造口刘通(长沙昌佳节能技术有限公司湖南·长沙410007)摘要:目前大部分工矿企业循环水系统和自来水取送水系统中存在水泵运行效率低、高能耗及振动噪音大等问题,流体输送技术节能改造,不仅能够节能,而且还能解决此些问题。通过大量的试验以及成功改造的案例,证明了流体输送技术的可行性并能够取得良好的经济效益。关键词:流体输送技术¨节能改造循环水系统高能耗中图分类号:TE08文献标识码:A文章编号:10073973(2011012-118051目前循环水系统的一般装置情况水泵设计的最高效率点,n表示水泵的实际运行效率点,P表工矿企业中,有大量的循环水系统,并且该系统在整个企示水泵的轴功率曲线,f表示系统设计时候的设计系统装置特业的能耗中占有不小的比重。工矿企业中循环水系统的装置性曲线,f表示系统实际运行时候的系统实际装置特性曲线。情况如图1所示。A点为该水泵设计点,效率最高,而在水泵的实际运行过程中由于和系统工况的匹配不好,从而会导致水泵的实际运行的工况点是B点,实际运行的效率就会比较低,且实际运行功率会大于水泵设计点的轴功率,偏工况严重的情况下,甚至会超过配套的电机功率。令却设甜环水泵组工矿企业循环水系统简图压力仪表N止回阀(下面标记相同循环水泵阀门图图1为工矿企业中的大部分循环水系统简图:通过水泵,200490080·1003h把冷却水输送给冷却设备(不同系统中,冷却设备不同)来进行降温,并且冷却水升温后上塔冷却,冷却后再进入循环泵水远行工况点简图以此循环图22目前循环水泵运行中存在的问题21运行效率低2.2汽蚀水泵在系统中实际运行的工况点(即流量和扬程)是由水汽蚀是指如果泵内某处的压强低至该处液体温度下的汽泵本身的性能曲线和系统的实际阻力曲线决定。化压强,部分液体就开始汽化,形成气泡,与次同时,由于压强在原始设计的时候出于安全考虑或者是阻力计算时的降低,原来溶解于液体的某些活泼气体如水中的氧也会逸出理想值与实际的误差,往往会导致水泵所选扬程远高于系统而成为气泡。这些气泡随液体进入泵内高压区,由于该处压实际所需要的扬程这种情况下运行,必然会导致水泵会在“低强较高气泡迅即破灭。于是在局部地区产生高频率、高冲击扬程、大流量、低效率、高能耗”下运行,水泵运行效率较低,水力的水击,不断打击泵内部件,特别是水泵叶轮,使其表面产泵实际运行功率较大,甚至有可能会超过配套电机的额定功蜂窝状或海绵状损坏。此外,在凝结热的助长下,活泼气体还对金属发生电化学腐蚀,以致金属表面逐渐脫落而破坏。率。如图2所示。中国煤化工向离高效率区,亦会有可能H表示水泵的性能曲线,n表示水泵的效率曲线n表示CNMHG到论坛·2011年第12期(下)一造成水泵汽蚀,若系统实际所需扬程低于水泵的设计扬程,水流体输送技术是目前水泵节能技术中较为成熟的一种技泵在“大流量、低扬程、低效率”的情况下运行,那么水泵的必术。需汽蚀余量(NPSH(r))就有可能大于装置的汽蚀余量(NPSH3.1原理(a)),那么就会产生汽蚀。如图3所示。针对目前工矿企业流体介质输送系统、中央空调循环水系统普遍存在“大流量、低效率、高能耗”的状况,按最佳工况运行原则,建立专业水力数学模型和参数采集标准,通过检测复核当前运行的工况参数和设备额定参数,准确判断引起高能耗的各种原因,准确找到最佳工况点,并提出最佳匹配方案;然后通过整改不利因素,按最佳运行工况参数定做“昌佳高效节能泵”替换目前处于不利工况、低效率运行的水泵,消除因系统配置不合理引起的高能耗:并安装相应自动控制系统,降低因负荷较大变化引起的高能耗,标本兼治,达到最佳节能效果。3.2总结总结起来有两点:(1)量身定做:“身”——是指系统的运行工况0200400600800100a3hn(2)最佳工况点:系统实际运行需要的流量Q和扬程H33节能的四种方式方法图3(1)水泵水力效率的提高:通过选择优秀水力模型(比如三NPSHR表示水泵的必需汽蚀余量,A点为设计点,对应元流的设计)、叶轮出口角的修正,流道打磨,泵体、泵盖的合的水泵必需汽蚀余量( NPSHR)约8米,而水泵在系统中正常缝修正,提高加工精度,减少水力磨擦,等等方式来减少水泵运行偏工况时,假设在B点运行,所对应的水泵必需汽蚀余量内部阻力提高水力效率。( NPSHR)约13米,就有可能超过装置汽蚀余量值( NPSHA),(2)提高水泵的运行效率:由于水泵的选型与系统不匹配,就会产生汽蚀。会导致水泵偏工况运行,实际运行效率低。以系统的工况需振动大:水泵的振动会使严重影响装置寿命及系统的正求量身定做高效节能水泵,让系统的运行工况在高效节能水常使用,水泵汽蚀是引起水泵振动和噪音主要原因之一,当然,泵的高效率区运行,从而提高水泵的实际运行效率。系统的安装问题也可能造成震动和噪音。(3)超流量时,减部分流量:如果系统的实际流量远远超过23阀门开度小系统的实际需求流量,通常表现为供回水温差较小,则可以减上述文中提到,大部分系统的实际运行情况是水泵的实少一部分流量,但仍会在系统需求的流量的基础上留有保险际运行扬程远小于水泵的额定扬程,水泵在“大流量低效率、系数高能耗”的情况下运行,那么水泵的实际运行功率就有可能超(4)阀门未全开的系统,技改后阀门全开:有些系统由于水过水泵的配套电机功率,因此,在安装调试的时候,调试人员泵选型与系统装置不匹配,导致水泵在超流量,低扬程区域运就会把水泵出口阀门关小,把水泵的实际运行扬程逼大,水泵,效率很低,从而水泵的运行功率远大于原水泵的轴功率,的实际流量逼小,从而降低水泵的运行功率,以达到不超流,甚至大于电机的配套功率为了防止超电流通常都是关一部不烧电机的目的,虽然这样操作水泵的实际运行功率是变小分水泵的出口阀门(极少数的会关一部分进口阀门),减少水了。但是水泵的一部分能耗就要克服这个没有全开的阀门做泵实际运行的电流。但是这样以来,水泵的一部分功效就浪功水泵的部分能量就要损失在这个没有全开的阀门上,造成费在了这个未全开的阀门上,技改后,阀门全开,节约了这部能耗的浪费分能源。总结:以上这三个问题大部分原因是因为水泵的选型参4节能改造的工作程序数与系统实际所需工况不匹配,这种情况下,可以通过流体输4.目前运行状况诊断送技术,量身定做高效节能水泵的方式来解决,既解决了水泵(1)对系统的实际运行情况进行详细的检测。检测系统的故障问题,又节约了能耗的额定数据,其中国煤化工电机、末端设3流体输送技术备等的名牌参数CNMHG数据,在系统论G·201年第12期(下)d美详境之能减现正常生产、正常开机的情况下,对系统的运行参数进行纪录,查水泵性能曲线得出水泵的流量Q5900m/h,效率为n=72%,其中包括水泵的运行电流,水泵出口及母管的压力,及多处轴功率P=3493KW,根据电流计算出水泵功率P=4369Kw,高差等等。有误差。4#水泵实际扬程是H-1763m,查水泵性能曲线得出(2)根据检测的数据,仔细认真的分析出系统高能耗的原水泵的流量Q570m7/h,效率为n=76%,轴功率P=363Kw因,对症下药,找到该系统节能技改的最佳方法。根据电流计算出水泵功率P=3757Kw比较吻合。单台冷凝42提出整改方案器及附属设备所需冷却水量为8700m/h,根据现在系统实际根据检测和分析,诊断出系统高能耗的原因就可以找到流量和系统流量需求及当时的实际温差、环境温差综合分析,最佳的整改方案了可以适当的减少流量和扬程。更换2台量身定做的高效节能43改造方案实施水泵,技改后的水泵实耗功率为2552Kw,节电率为301%,年在改造方案实施前,要对现场工作环境及水泵基座、电机节电量为1605124度,年节电额为608342元基座等尺寸做了详细了解测绘后,提出改造实施方案。安装2009年5月21日,我司对系统进行复测在客户各部门完成后按照正常的水泵试车方法试车,并做稍微调节。在满很好的配合的情况下,对3台水泵运行及4台水泵运行都做足系统的正常生产使用的情况下达到节能的效果。了详细的检测:5案例分析行2台冷凝器3台水泵运行参数如下:2#水泵出口压51河南省焦作韩电发电有限公司冷凝器循环水系统力为014Mpa,电流443A;3#水泵出口压力为015Mpa,电流(1)数据采集459A;4#水泵出口压力为014Mpa,电流40A本系统的循环流程为:冷水池的水经过循环水冷却泵组2台冷凝器4台水泵参数如下:1#水泵出口压力为输送至末端各用户进行换热(2台冷凝器组及其附属需要冷却0.17Mpa,电流48A;2#水泵出口压力为o7Mpa,电流486A的设备),水温升高,经回水管输送至双曲凉水塔冷却循环。3#水泵出口压力为8Mpa,电流49A:4#水泵出口压力为本系统中设循环冷却水泵4台,相关参数为:型号:017Mpa,电流425A1#冷凝器机组进口压力01Mpa,出口S700520A,生产厂家:长沙天鹅工业泵有限公司,流量:5000压力008Mpa,进口水温337C,出口水温426℃;2#冷凝器机mh,扬程:23.5m,转速:980rmin;配套电机:型号:组进口压力02Mpa,出口压力008Mpa,进口水温327C,出YKK4503-6,生产厂家:济南生建电机厂,电压:6kV,额定电口水温422℃.实测冷水池温度325℃冷却塔入塔温度42℃流:515A,功率:450环境温度33℃。机组满负荷生产时,大部分时间开3泵,但因本系统原设计为4台水泵供2台冷凝器组6MW)的冷却气温较高时根据生产情况有时会开4台但时间不是很多。使用,但是在使用过程中发现流量过大,就改用3台水泵供2用户说明以后开2台冷凝器3台水泵的时间会多,要求个冷凝器组,若是只开启1台冷凝器组的话,就开启2台水泵。我司出具技改3台水泵的节能技改方案。系统示意图如图4但是客户明显的感觉到开1台冷凝器组时,若开1台冷却水泵则流量不足,若开2台冷却水泵则流量过多。并且水泵在偏工况的情况下运行,震动大,噪音大,电机发烫,且略有汽蚀。现开机模式为运行1台冷凝器时开启2台冷却水泵,2台冷凝双曲凉水辉Mc器时开启3台水泵,运行2台冷凝器时最热的几天开4台水泵美1特冷藏器2009年4月21日,我司技术部派技术人员前往调研,当时冷器是开启1台冷凝器组和2台水泵,采集的参数如下:冷水池比水泵中心高2m,冷却塔进口管中心比水泵中心高10m,3#泵河南省焦作韩电冷却恒环水系统图出口压力为0.16Mpa,运行电流50A;4#泵出口压力为08Mpa运行电流43A.1#冷凝器进口压力为0.12Mpa,出口压力为0.09Mpa。冷凝器进水水温为354C,出水水温为443℃,环境(2)简要分析过程温度为24C,现在冷却水温差为89C。上网电价为0379元/根据1机2泵,2机3泵,2机4泵的实际运行参数,分别度。单台冷凝器及其附件的设计冷却水流量为8700mh,由计算分析出各运行工况下的每台水泵的流量和扬程,绘出以于金融危机等各种原因,本系统已经很长时间是这个开机模式。上3种情况的系统阻力曲线系统流量富余并根据冷却水温简要分析如下:水泵扬程=压力扬程+几何扬程+吸入口损差适当中国煤化工线,查出该流量对应的失速度损失根公式司算出3水实际扬程是H156所需要丬CNMHG:2机3泵装置特性曲到论坛·2011年第12期(下)资罩环境节能减灾线H=79+29×10Q(Q-m/h),通过所定高效节能水泵性能曲调试试运行时,末端高炉满负荷生产,冷却效果非常好。技改线和系统阻力曲线对应所得2机3泵运行工况为Q总=15400前的水泵实际功率为4325kW,技改后的水泵实际功率为m/h,单泵Q=5130m7h,H=146m,n74%,轴功率P=276Kw,3625kW,节电率为16%年节电量为1226400度,按照其电2机4泵的情况同理可得。通过分析计算,技改前3台水泵的总功率为12103Kw,技改后3台水泵的总功率为81446Kw价057元/度计算年节电额为699048元平均节电率为327%烧水泡(3)实际验收效果在项目安装验收过程中,安装好第一台水泵后,试运行与原泵并联运行效果和原2台泵运行差不多;安装好第二台水罪意水泵后,试运行,技改后的双泵运行与原泵2台并联运行出口压力约低0.05Mpa,安装好第三台水泵后,技改后的3泵运行与原泵3台并联运行处理压力约低0.Mpa。和我们设计预想的差不多,在流量和扬程做稍微的减少调整后,出口压力比原F2以系统约低0.Mpa,但是能够很好的满足系统的使用,客户开始还担心压力下降对系统的影响,在完全技改完3台水泵实际图5齐林傅山钢铁厂循环水系统简图测试验收时,实际运行效果及生产情况都非常好,客户比较满意,并且通过最终的实际测试和计算:1#3#4泵技改前实耗总3山东东岳氟珪材料有限公司CTC转化循环水系统情况说明功率为12842Kw技改后实耗总功率为8561Kw,平均节电本系统的循环流程为:冷水池的水经过循环冷却泵组输率为333%若生产情况良好按全年全天2机3泵运行,年送至末端各用户(主要为CTc转化车间各个换热器)进行换节电量约为375万度,年节电额约为1421万元,超过了预期热,水温升高,经回水管输送至冷却塔进行冷却,冷却后的水的效果,并且大大的减少了水泵的震动和噪音情况,电机温度流至冷水池循环使用。明显下降,并且完全没有了汽蚀问题,得到了客户的高度认可。本系统中设循环冷却水泵3台,相关参数为:型号:52山东齐林傅山钢铁厂循环水系统情况说明20SH-9A,生产厂家:山东博山水泵厂,流量:2100m/h,扬程:50m,转速:970mn配套电机:型号:YKK450-6,生产厂家:重本系统的循环流程为:冷水池的水经过循环冷却泵组输庆赛力盟电机有限公司,电压:10kV额定电流:303A,功率:送至末端各用户进行换热(部分用户端另设增压泵),水温升400w。高,经回水管输送至热水池,通过热水泵组输送至冷却塔进行改造前循环水泵运行的相关数据为:运行两台水泵,1#和冷却,冷却后的水流至冷水池循环使用。3#,两台水泵的运行电流均为26A,运行功率为3683kW,出口本系统中设循环冷却水泵冷水泵)3台,相关参数为:型压力均为043M四a,冷水池液面距水泵中心高lm,运行水泵进出口阀门全开。号:SLOW300-550AT生产厂家:中国上海连成集团,流量:系统简图如图61792m'/h,扬程:63m,转速:1480rmin;配套电机:型号:YKK4506-4,生产厂家:佳木斯电机股份有限公司,电压题CTCl0kV额定电流:2872A,功率:400kW。改造前循环水泵运行的相关数据为:运行两台水泵,1#和3#,其中1#水泵冷水池页面距水泵中心高为3m,进口阀门开度为30°,出口阀门全开,出口压力为043Mpa,水泵运行电流为26A,运行功率为387.3kW:3#水泵冷水池页面距水泵中心高为3m,进口阀门开度为45°,出口阀门全开,出口压力为045Mpa水泵运行电流为262A,运行功率为3903kW。N700系统简图如图5。该项目技术H中国煤化工该项目技术改造2台量身定做的高效节能水泵,技改后CNMHG水泵,技改后剧论坛·2011年第12期(下)环致能减爽我国城市低碳技术研究述评口李晓勇周跃云刘建文(湖南工业大学长株潭“两型”社会研究院湖南·株洲412007)摘要:发展低碳经济是世界经济发展的大势所趋,而城市是应对气候变化和发展低碳经济的重要载体。低碳技术发展和创新是低碳经济发展的决定因子,也是城市低碳发展的关键。当前对低碳技术认识还处于初步阶段特别是对城市低碳技术缺乏了解。在现有研究成果基础上,界定我国城市低碳技术概念,研究其主要类型及应用概况关键词:低碳经齐低碳技术城市低碳技术主要类型中图分类号:F206文献标识码:A文章编号:1007-3973(20l1)012-12204气候组织《中国低碳领导力:城市》报告和付允等研究济势在必行。潘家华认为在全球气候变化的大背景下发展都指出:城市作为人类社会经济活动的中心,聚集了世界上一低碳经济是世界经济发展的大势所趋。低碳技术推广应用和半以上的人口,温室气体排放占全球总量的75%左右。随着技术创新是低碳经济的决定因子或者说是控制因素之一,也我国城市化进程的加快,农村大量人口拥入城市,到2020年,是减缓气候变化和促进人类的可持续发展得重要途径我国的城市化率将到达58%60%,能源消费行为发生了改变因此,研究低碳技术,尤其是适应城市低碳经济发展的低能源供需矛盾日益加剧,颊繁发生的气候灾害威胁到了城市碳技术,对支撑城市发展低碳经济非常重要。本文将根据现居民正常的生产生活,使得城市变得越来越脆弱。原有的依有硏究成果和气候组织相关研究报告,评述我国城市低碳技靠大量消耗能源粗放型发展模式已经难以为继,发展低碳经术及应用。调试试运行时,末端CTC转化车间及其他小车间满负荷生产,7.2变频节能的局限性和弊端冷却效果非常好。技改前的水泵实际功率为405kW和390(1)仅从流量入手,无法改变低效率运行,无法降低管路阻kW,技改后的水泵实际功率为290kW,节电率为281%和抗,无法消除无效256%,年节电量为1971000度,按照其电价0.52元度计算,流量,节电率不高节电额为1024920元(2)对有问题或较为复杂系统起不到节能作用常常发生6节能改造工作中的注意事项变频一变,效果变差”;(1)要诊断清楚,对症下药,切忌盲目行事。(3)造价高,变频的价格较为昂贵,回收期长(2)改造措施要按实际需要而定,在原装置基础上,能少改(4)操作复杂,需要一定的技术水平动就尽量少改动,需要大改动的,就必须大改,不能因工作量(5)故障率高维修不方便,电子元件容易损坏且较难维修;大或因资金不足而将就凑合的改造。(6)对环境要求高,变频器较为娇贵,对温度、湿度等要求(3)在更换水泵时,必须保证新泵的安装质量都较高。7变频节能问题8结束语7.Ⅰ变频节能的原理及适用场合能源和环保是世界的两大主题,节能的方面有很多,就循变频:原理是根据频率与转速、流量成线性关系,与功率环水系统节能改造来说,根据系统实际需要的工况量身定做成三次方关系,通过改变频率降低流量,达到降低功耗目的;高效节能水泵的方法更彻底,更实用。而且是在不需要客户主要用途是变频技术作为较成熟手段主要用来解决负荷变化投资的情况下,容易被广大用户接受。引起的高能耗,而目前却大都用来解决“大马拉小车现象”引在省电、省钱的同时,解决了水泵的震动、噪音、电机发烫、起的大流量、高功耗问题。汽蚀等问题,且合同期内免费保修,为客户节约了维修成本,变频适用于系统实际需要的工况变化较大且频繁的系统,客户省心中国煤化工可以根据系统的实际变化情况,调整电机的转速,达到需求,节THtCNMHG率节能事项势在必行,并且可以设定恒压。但每家企亚身的特点远神不同的合作方式和方法到论坛·201年第12期(下)