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循環(huán)氨水泵節(jié)能改造

文檔作者：楊洪慶李德尹祖建文檔來源：河北省煤化工工程技術(shù)研究中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月18日
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總第216期
2013年第12期
河北冶全
HEBEI M ETALLUR GY
Total NO．216
2013，Number 12
循環(huán)氨水泵節(jié)能改造
楊洪慶，李德，尹祖建
(河北省煤化工工程技術(shù)研究中心，河北邢臺054001)
摘要：介紹了工廠生產(chǎn)過程中所用泵的節(jié)能改造方式，并對切削葉輪節(jié)能改造、應(yīng)用高效水泵或電機、三
元流葉輪改造、電機變頻調(diào)速改造、永磁調(diào)速集中改造技術(shù)的投資、運行穩(wěn)定性、維護費用、節(jié)能成本等
參數(shù)進行了對比。中煤旭陽循環(huán)氨水泵對泵葉輪進行改造后，節(jié)電效果明顯。
關(guān)鍵詞：循環(huán)氨水泵；節(jié)能；改造
中圖分類號：TQ520．61 文獻標識碼：B 文章編號：1006—5008(2013)12— 0072—03
ENERGY —SAVD G REFORMATION
OF CⅡ CULATD G AMMONIA WATER PUMP
Yang Hongqing，Li De，Yin Zujian
(Coal Chemical Engineering Technique Research Center of Hebei Province，Xingtai，Hebei，054001)
Abstract：It is introduced the energy—saving reformation models for pumps in factory，compared parameters
such as：investment，operation stabilization，maintenance cost，energy —saving cost in the following refor—
mation models：cutting impellor，using high — efi ciency pump or electric motor，using three dimensional
flow impellor，using frequency—regulating motor，permanent magnetic integrated speed contro1． The circu—
lating ammonia water pump in Zhong Coal Xuyang is reformed in its impellor and obviously the electricity is
saved．
Key W ords：circulating ammonia water pump；energy saving；reformation
1 前言
在焦化廠脫硫工序中，循環(huán)氨水的流量比較大。
由于介質(zhì)的流量大，需采用高壓電機驅(qū)動，這是焦化
廠生產(chǎn)過程中的耗能工序，因此選購合適的泵對節(jié)
能非常重要。但在實際運行過程中，泵的流量和揚
程往往大于實際需求，造成能源浪費，根據(jù)需要對循
環(huán)氨水泵進行改造十分必要。
2 水泵高能耗主要原因?
(1)在選取水泵時，使用單位一般關(guān)心水泵指
標是否滿足需求、價格是否低廉，對水泵的節(jié)能技術(shù)
指標要求不高。選型時考慮安全系數(shù)，大多選取流
量及揚程余量過大的水泵，容易造成水泵不能在高
效區(qū)運轉(zhuǎn)，水泵的實際工作效率遠遠低于其最高工
作效率，這種“大馬拉小車現(xiàn)象”浪費了大量電能，
增加了生產(chǎn)成本。
收稿日期：2013—08—07
作者簡介：楊洪慶(1970一)，男，高級工程師，1995年畢業(yè)于河北理
工學(xué)院煤化工專業(yè)，現(xiàn)在河北省煤化工工程技術(shù)研究中心主要從事
煤焦化工、新材料研發(fā)技術(shù)管理工作，E—mail：yanghq@fisun．corn
72
(2)水泵在使用過程中，由于缺乏健全的管理
制度和科學(xué)的檢查規(guī)程，操作養(yǎng)護不合理，或長期使
用的零部件不能及時修理、更換等，容易發(fā)生故障，
使水泵的能源消耗加劇。
3 水泵節(jié)能的途徑
水泵及其系統(tǒng)所需能量W(kW ·h)按照下列
公式計算：
W：．pgQHt一
1 0007
式中，p—— 液體密度，kg／m ；
Q—— 流量，m ／s；
日—— 揚程，m；
卜一運行時間，h；
叼—— 泵的系統(tǒng)效率，％ 。
叼=叼電叼傳叩泵叩管
式中，叼 —— 電動機效率；
叼傳— — 電動機與泵的傳動效率；
叼泵— — 泵效率；
管— — 管網(wǎng)輸送效率。
河北冶金 2013年第l2期
由此可知，影響水泵及其系統(tǒng)耗電量的因素主
要有流量、揚程、運行時間與系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的效率。
3．1 切削葉輪節(jié)能改造
葉輪切削調(diào)節(jié)是根據(jù)所需運行參數(shù)對水泵的葉
輪外徑適當?shù)倪M行切削，改變泵的性能特征。在滿
足實際需要的情況下，使泵運行工況恢復(fù)到最佳工
況點運行，達到節(jié)能降耗的目的。葉輪外徑切削前
后關(guān)系如下：
Ql／Q：=D ／D
H1／H2= (D1／D2)
P1／P2= (Dl／D2)。
其中，Q。、D。、H。、P。分別代表葉輪切削前的流
量、葉輪外徑、揚程、軸功率；a：、D：、H2、P：分別代
表葉輪切削后的流量、葉輪外徑、揚程、軸功率。
3．2 應(yīng)用高效水泵或電機
根據(jù)系統(tǒng)實際運行現(xiàn)狀，更換高效水泵或電機，
這種方法一般要變動原有管路、電機和水泵的安裝
基礎(chǔ)。
3．3 三元流葉輪改造
保持原來水泵主體、管路和電機，根據(jù)水泵實際
運行工況、性能等要求，更換“高效三元流葉輪”。
三元流葉輪節(jié)能技術(shù)實質(zhì)上是采用泵設(shè)計軟件《射
流—— 尾跡三元流動理論》，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實際的
運行工況，重新進行泵內(nèi)水力部件(主要是葉輪)的
優(yōu)化設(shè)計；然后進行制造和更換，提高泵效率，減少
能耗；可以針對實際使用要求，在不改變電機、泵體、
管線等條件下增大流量、提高壓力，或者在保證流
量、壓力不變的情況下降低電機工作電流，從而達到
節(jié)能降耗的目的。
3．4 電機變頻調(diào)速改造?
利用電機轉(zhuǎn)速的改變來調(diào)整泵的流量和壓力。
對于經(jīng)常改變工況運行的情形，可以采用變頻技術(shù)。
但對于工況穩(wěn)定的情形，采用變頻來調(diào)整設(shè)計與實
際的工況吻合性，在技術(shù)上是不合理的。長期低轉(zhuǎn)
速運行，雖然節(jié)電，但水泵的效率很低。
3．5 永磁調(diào)速改造
永磁調(diào)速技術(shù)是通過磁場傳遞電機輸出轉(zhuǎn)矩，
使得電機和水泵之間有空氣間隙，沒有機械聯(lián)接。
這樣可以大大降低由于軸彎曲和角度偏離、不對中、
熱膨脹等引起的振動，并且可以通過調(diào)節(jié)磁力耦合
器的空氣間隙，實現(xiàn)精確調(diào)速，從而避免原節(jié)流調(diào)節(jié)
方式能量損耗多的問題，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。
3．6 水泵節(jié)能改造的綜合性能比較
表1為各種水泵節(jié)能改造的綜合性能比較。
表1 水泵節(jié)能改造的綜合性能比較
Tab． 1 Comparison of comprehensive properties for wamr pumps energy—saving reformations
％
影
髓 礎(chǔ)新 ? ? 繁
純機械產(chǎn)品，基本不受使純機械設(shè)備，基本免維 軟啟動，調(diào)
~A J 1 0
w00 改造 元／kw 裝調(diào)試快捷對電譬 源主沒 有 和影響，運誓自籌行 解決故費用幾乎工況運行 變一 s％ 長軸承和密 投資較大
任何要求 行穩(wěn)定可靠障 為零 封件的壽命
4 中煤旭陽循環(huán)氨水泵改造 由表2可以看出，循環(huán)氨水泵偏離最佳工況范
73
總第216期
圍運行，泵出口閥門開度較小，增加了阻力；長期運
行后，動靜間隙增大，容積損失增加，降低了泵運行
效率，增加了能耗。為降低能耗，確保循環(huán)氨水泵安
全穩(wěn)定運行，需要對泵進行節(jié)能改造。針對這一問
題，經(jīng)過計算論證，對其運行工作點的技術(shù)分析與研
究。綜合考慮費用、投資回收期，提出對泵葉輪進行
切削改造方案，改造后運行效果見表3。
表2 循環(huán)氨水泵、脫硫泵運行參數(shù)
Tab．2 Operation parameters of circulating ammonia water pump and desulfurization pump
表3 循環(huán)氨水泵運行時間及電量比較 kW ·h
Tab．3 Comparison of operation time and
electricity amount for circulating ammonia water pump kW ·h
由表3看出，循環(huán)氨水泵節(jié)能改造后，每年可節(jié)
約電量39．5萬kW ·h，電費按照0．68元／(kW ·h)
計算，每年可節(jié)約26．8萬元。
5 結(jié)語
泵是生產(chǎn)過程重要的化工流體輸送設(shè)備，由于
設(shè)計時一般選用的泵的揚程和流量大于實際需求，
(上接第68頁)
4．4 系統(tǒng)管理功能
實現(xiàn)信號設(shè)備的全面覆蓋管理，分析設(shè)備的故
障電氣性能參數(shù)，保證信號設(shè)備的有效控制。當出
現(xiàn)設(shè)備事故時，回放設(shè)備開放狀態(tài)，為事故分析提供
準確依據(jù)。
5 效果
(1)提高工作效率。通過查看監(jiān)測數(shù)據(jù)可以準
確判斷設(shè)備故障點，及時處理故障，改變了原來現(xiàn)場
實際測量的工作模式，減少了工作的時間。
(2)優(yōu)化工作流程。避免了繁雜的人工測試、
數(shù)據(jù)記錄，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動統(tǒng)計，形成固定報表網(wǎng)
絡(luò)傳輸。
(3)提高數(shù)據(jù)的準確性。避免繁瑣的人工測試
74
在生產(chǎn)運行一段時間后，需要根據(jù)實際情況對泵參
數(shù)進行調(diào)整，實現(xiàn)減少能耗、降低生產(chǎn)成本的要求。
本文介紹的5種對泵的節(jié)能改造方式，各生產(chǎn)工廠
可根據(jù)實際需要進行參數(shù)調(diào)整，在滿足生產(chǎn)要求的
條件下降低生產(chǎn)成本。
參考文獻
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97 ～ 101．
誤差，確保測量數(shù)據(jù)的真實可靠。在數(shù)據(jù)分析中減
少了人為計算、抄錄、統(tǒng)計的誤差，保證設(shè)備的穩(wěn)定
運行。
(4)由結(jié)果控制轉(zhuǎn)化為過程控制。每個采集單
元進行過程測試，可以分步進行分析。通過各種節(jié)
點的控制管理，使管理手段由原來的結(jié)果控制變?yōu)?
過程控制。
(5)設(shè)備的故障率降低10％ 。在日常點檢過程
中，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的缺陷，做出整治措施。
(6)以設(shè)備為依托，提高鐵路運輸運量，實現(xiàn)接
卸車1209車／日，比2011年同期提高276車／日。
(7)人員優(yōu)化，外委轉(zhuǎn)內(nèi)保，接管西區(qū)鐵路信號
設(shè)備，年節(jié)約外委費用60萬元。

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