高效節(jié)能泵在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)應(yīng)用

李輝++陳小青++武志鵬

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

【關(guān)鍵詞】 合同能源管理 高效水泵節(jié)能技術(shù) 能耗 效益

近年來，節(jié)能減排已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略。鋼鐵行業(yè)是以能源消耗為主的產(chǎn)業(yè)，隨著全球能源的日益緊張，資源、能源和環(huán)保對鋼鐵行業(yè)提出越來越嚴格的要求。開發(fā)、應(yīng)用節(jié)能減排技術(shù)是鋼鐵企業(yè)降低能耗、發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟的主要途徑之一。

離心泵廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活的各個領(lǐng)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(zhuǎn)化為輸送液體的靜壓能和動能的設(shè)備，由于存在電能、機械能、靜壓能和動能之間的轉(zhuǎn)換，所以其轉(zhuǎn)換效率的高低就備受關(guān)注，尤其是在能源日趨緊張的今天，節(jié)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(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化運行就成為了用戶的主要研究對象。

1 節(jié)能改造前水泵實際運行情況

鋼軋泵站共140臺水泵，循環(huán)水量5萬立方/小時，就設(shè)計規(guī)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(xiàn)場情況的分析，發(fā)現(xiàn)該泵站存在巨大的能源浪費，循環(huán)水系統(tǒng)水泵選型與系統(tǒng)工況不匹配，水泵實際工作點偏離最佳工況點，遠離高效區(qū)間，運行效率低下；水泵實際運行參數(shù)與水泵額定參數(shù)相差較大；系統(tǒng)局部阻力偏高，揚程損耗較大，實際運行耗能高等現(xiàn)象。

2 高效的水泵節(jié)能技術(shù)

針對目前工礦企業(yè)流體介質(zhì)輸送系統(tǒng)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(yè)水力數(shù)學模型和參數(shù)采集標準，通過檢測復核當前運行的工況參數(shù)和設(shè)備額定參數(shù)，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(shù)定做高效節(jié)能泵替換目前處于偏工況、低效率運行的水泵，消除因系統(tǒng)配置不合理引起的高能耗。

（1）根據(jù)現(xiàn)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(tǒng)壓力、流量、水質(zhì)、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(shè)計生產(chǎn)技術(shù)的引進---計算機仿真模型在流體機械設(shè)計中的應(yīng)用，精確度超過三元流設(shè)計方法。針對原來水泵的結(jié)構(gòu)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(tǒng)研究，對水泵自身結(jié)構(gòu)設(shè)計進行改進并對配套的工藝狀況進行優(yōu)化，達到減少無用能耗，提高水泵效能的目的。

（3）根據(jù)現(xiàn)場的實際條件，分析各種不利因素，加裝穩(wěn)流節(jié)能裝置，以提高運行效率。該裝置能夠調(diào)節(jié)水泵出水口流態(tài)，使紊亂的流體通過裝置后變?yōu)槠椒€(wěn)的層流，降低水力損失，提高系統(tǒng)效率，達到節(jié)能的效果。

（4）先進的數(shù)控加工技術(shù)的大量應(yīng)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(jié)能技術(shù)的應(yīng)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(jié)能的目的。水泵節(jié)能與變頻控制的有效結(jié)合，更好提高節(jié)能效果。

3 節(jié)能量確認機技改效果

（1）以旋流井自吸泵為例，根據(jù)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(jié)電率41%，如表1所示。

（2）鋼軋泵站改造后運行效果：1）節(jié)能泵節(jié)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(jié)電量30%。2）備件費用大幅降低：根據(jù)合同能源管理簽訂的技術(shù)協(xié)議，5年內(nèi)備件維護費用有節(jié)能公司負責，每年降低備件費用300萬元，5年可以節(jié)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(jié)能改造完成后，企業(yè)可以分享部分節(jié)能收益，能源合同管理結(jié)束后，節(jié)能設(shè)備和全部節(jié)能效益歸企業(yè)所有。5）社會效益按每年節(jié)約3600萬kWh計算，每年節(jié)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(jié)語

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

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