三元流节能技术在循环水泵的应用分析

第40卷第9期广州化工Vol. 40 No.92012年5月Guangzhou Chemical IndustryMay. 2012三元流节能技术在循环水泵的应用分析杨明，曹原原(中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳471012)摘要:介绍了中石化洛阳分公司循环水系统设备的运行现状,并在能源利用方面进行了详细分析,指出存在的不合理现状，重点介绍了对在循环水泵上使用三元流技术的可行性进行了探讨,提出改进方案,并就方案实施后带来的经济效益进行了初步的估算。关键字:循环水;泵;三元流;分析;节电中图分类号:TH3文献标识码:A文章编号:1001 - 9677(2012)09 -0193 -02Application Analysis of Ternary - flow Energy Saving Technologyin the Circulating Water PumpYANG Ming, CAO Yuan - yuan(Luoyang Branch, Sinopec ，Henan Luoyang 471012, China)Abstract: The running status quo of water circulating system in Luoyang Branch, Sinopec ，was introduced, the en-ergy application was analyzed in detail, and the prespnt unreasonable situation was pointed out. The feasibility of ternary-flow technology in the circwlating water pump was mainly explored , the improvement scheme was put forward, and the e-conomic benifit brought by the implementation of the scheme was estimated preliminarily.Key words: circulating water; pump; ternary - flow ; analysis; power saving中石化洛阳分公司(下面简称分公司)建有四座循环水场(分别简称:- -循、三循、化循和五循)。一循拥有凉水塔11间,循环水泵8台,供水能力为29500 m'/h,主要为- -联合、三联合、空压、油品、气体装置提供冷却用循环水。三循拥有凉水塔4间,循环水泵8台,供水能力为13600 m’/h,主要为二联合、四联合装置提供冷却用循环水。化循拥有凉水塔7间，循环水泵8台,供水能力为28000 m'/h, 主要为芳烃联合装置、精对苯二甲酸等化工装置提供冷却用循环水。五循拥有凉水塔2间,循环Q.(QJ0.Q水泵3台,供水能力为8000 m'/h,主要为冷冻站、合纤公司提供冷却用循环水。2.负而变化引起的高能耗3.合理能耗目前环境污染严重,全球能源紧张,我国“十二五”期间单位圈1耗能分布 曲线国内生产总值能源消耗降低16%的节能目标，分公司也面临2012年扭亏为盈翻身仗的大目标，而泵的耗电量约占循环水系这里以供水化循站为例,化循正常生产时共5台泵全天候统总用电量夏季的70% ,冬季的95% ,供水车间主要设备为循环运行,五泵出口总管压力0. 49 MPa,总管流量为20000 m'/h。其水泵,并且介质单一,对供水车间增上节电项目,降低综合能耗中两泵是7*和8*泵,另三台为新泵,其中两台铭牌参数为流量势在必行。5800 m'/h、扬程47 m,一台流量5500 m/h、扬程47 m。1运行现状7*泵人口和出口阀全开,实际流量约为Q =3220 m'/h,扬程约49 m,电机运行电压U=6280 V,实际电流le =68 A,cos0 =通过调查,目前循环水系统存在的主要问题是:多开泵,循0. 82 ,循环水密度1.0中国煤化工时电机实际输环水量有富余;少开又不足,车间解决办法是,部分水泵的出口人功率为:CNMHG阀关小卡量,降低水泵的运行效率,这样就导致泵做了足量的P=/3xUxIx cosyu=1uoux0o xu.OL =606.5 kW功,却没有达到设计的效果,从而增加了电单耗。合理耗能分布曲线见图1。作者简介;杨明( 1980 -),女,助理I程师,2005年毕业于河南工业大学化学工程与工艺专业.获得学士学位,进入中石化洛阳分公司,- - 直从事循环水:技术工作。19广州化工2012年5月机组效率:水泵壳体尺寸条件下，局部改善叶轮的前后盖板和蜗壳内部的η机组=二egQH _ 1. 000 x9.8 x3220 x49 ,x 100% =70.8%形态,减小流动损失,提高水泵效率。3600 x606. 5水泵效率:3效益分析η聚=77%通过上述分析可看出,7°泵实际运行效率偏低,长期处于低通过.上述分析可看出,7"泵实际运行效率偏低,如经全三元节能技术改造,其泵效率η菜败=85%,考虑各种损失因素,机组效区运行,电耗较高,经济性差,需进行节能改造。实际效率7机组改≥78.2% ,电机输人功率:2循环水泵应用三元流技术 可行性分析. p._ Pa_ egQH = 1.000x9.8x3220x49 = 549 2kW7机组改η7枫组3600 x0.782为了在改动最小的情况下,实现节能效果最大化,在不改变改造后每小时节电量:原机组结构的前提下,将应用全三元节能技术改造后的叶轮换Pq=P-P改=606.5 -549.2=57.3 kW装于目标泵体内,真正实现了省时、省力高效、节能的目标。节电率:全三元水泵节能技术主要是依据三元流动理论和旋涡动力，=善-57.3 -9.4%学,以CFD技术为基础,对水泵叶轮内部流动特性进行深入分析606. 5研究,并设计出符合叶轮内部真实流动状态的叶片形状,其叶片7"泵按年运行8400小时计，则年节电量为:71.5 x8400=的空间曲面能够控制叶轮内部全部流体质点的速度分布,以达48.13万度,电价按0.56元/度计算,年经济效益为48. 13 x0. 56到高效节能的目的。因此,应用三元流动理论设计的叶轮,换装=26.95万元。在水泵内,就等于换装了一台新型高效率的水泵,可以使水泵的参照7泵改造后的预期节能效果,如将另-台同型号的8*运行效率得以显著提高。泵进行同样的节能改造,则7*和8*泵两机组年共节电:57.3x目前,对水泵叶轮设计采用国际上最前沿的泵水力性能解8400 x2 =96. 26万度,年经济效益:96. 26 x0.56 =53.91万元。决方案,其设计方法是全三元粘性正问题计算与反问题设计迭4结论代法(简称全三元设计法)。全三元粘性正问题计算是指,根据水泵叶轮和泵体等过流部件的几何尺寸,形状特征及流体进出通过以上分析可看出,三元流理论成熟,运用该技术进行循口条件,应用全三元CFD理论和技术直接求解泵内流场的特征环水泵叶轮改造是可靠的,分公司供水系统采用三元流技术在参数(2]。反问题设计是指,根据实际运行需要的流量、扬程、功工艺上是可行的,项目实施投资回收期短、技术改造改动量也率效率等工况参数,以及流动控制边界条件等要素,设计出水小，如果分公司供水系统循环水泵大量采用三元流技术后,则可泵叶轮和蜗壳等过流部件的几何尺寸和形状,从而实现对给定有效降低分公司工业综合能源消费量,为公司平稳、健康、可持内流动特征的控制。续发展及响应国家节能减排号召助力。经上述方法设计出的全三元叶轮的特点是运行平稳、高效、必须汽蚀余量低。在改造过程中,我们分析研究水泵实际运行参考文献工况，对低效率叶轮的叶片形状、叶片进出口几何尺寸、叶轮前1] 刘殿魁.离心泵内具有射流-尾迹模型的三元流动计算[J].工程后盖板几何形状等要素进行分析研究。改进的重点在于根据叶热物理学报,1986,7(1):5 -6.轮内部流动特性的要求,对叶片的进出安放角、叶片数、扭曲叶[2]沈阳水泵研究所 、中国农机院合编,叶片泵设计手册[M].北京:机片各截面形状等要素进行修正,从而避免叶片工作面的流动分械工业出版社,1983,32 -33.离,减少流动损失,提高叶轮的工作效率”]。另外,叶轮的前后3] (美)卡拉希克.泵手册(第三分册) :泵的应用[ M ].北京:机械工盖板的形状也将直接影响叶轮内的流动的状态,我们在不改动业出版社, 1984:12 - 14.(上接第186页)分证明以上对策有效保护Pd/C催化剂,挖掘其最大使用潜能,[3] 沈吕宁,毛文麟.钯/炭催化剂失活的原因[J].石油化工, 1991 ,20实现经济效益最大化是效果显著的。(4):234 -237.[4]熊大方. Pd/C催化剂表面沉积物的热分析[J].石油化工,1994,23(11) :740 - 746.[$]孙静 珉.聚酯工艺[M].北京:化学工业出版社, 1985 :299.1]美国 Engelhard公司. PTAP/C催化剂技术交流资料[ C] ,1982.[2]张永福. 对苯二甲酸精制催化剂(Pd/C)的微观分析研究[J].催化报, 1989 ,10(3):237 -243.中国煤化工MHCNMH G .