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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(lái)源：河北省煤化工工程技術(shù)研究中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(tái)054001)
摘要：介紹了工廠生產(chǎn)過(guò)程中所用泵的節(jié)能改造方式，并對(duì)切削葉輪節(jié)能改造、應(yīng)用高效水泵或電機(jī)、三
元流葉輪改造、電機(jī)變頻調(diào)速改造、永磁調(diào)速集中改造技術(shù)的投資、運(yùn)行穩(wěn)定性、維護(hù)費(fèi)用、節(jié)能成本等
參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比。中煤旭陽(yáng)循環(huán)氨水泵對(duì)泵葉輪進(jìn)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(lèi)號(hào)：TQ520．61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：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(jī)驅(qū)動(dòng)，這是焦化
廠生產(chǎn)過(guò)程中的耗能工序，因此選購(gòu)合適的泵對(duì)節(jié)
能非常重要。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，泵的流量和揚(yáng)
程往往大于實(shí)際需求，造成能源浪費(fèi)，根據(jù)需要對(duì)循
環(huán)氨水泵進(jìn)行改造十分必要。
2 水泵高能耗主要原因?
(1)在選取水泵時(shí)，使用單位一般關(guān)心水泵指
標(biāo)是否滿(mǎn)足需求、價(jià)格是否低廉，對(duì)水泵的節(jié)能技術(shù)
指標(biāo)要求不高。選型時(shí)考慮安全系數(shù)，大多選取流
量及揚(yáng)程余量過(guò)大的水泵，容易造成水泵不能在高
效區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)，水泵的實(shí)際工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其最高工
作效率，這種“大馬拉小車(chē)現(xiàn)象”浪費(fèi)了大量電能，
增加了生產(chǎn)成本。
收稿日期：2013—08—07
作者簡(jiǎn)介：楊洪慶(1970一)，男，高級(jí)工程師，1995年畢業(yè)于河北理
工學(xué)院煤化工專(zhuān)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(guò)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(hù)不合理，或長(zhǎng)期使
用的零部件不能及時(shí)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(jì)算：
W：．pgQHt一
1 0007
式中，p—— 液體密度，kg／m ；
Q—— 流量，m ／s；
日—— 揚(yáng)程，m；
卜一運(yùn)行時(shí)間，h；
叼—— 泵的系統(tǒng)效率，％ 。
叼=叼電叼傳叩泵叩管
式中，叼 —— 電動(dòng)機(jī)效率；
叼傳— — 電動(dòng)機(jī)與泵的傳動(dòng)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(yáng)程、運(yùn)行時(shí)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(yùn)行參數(shù)對(duì)水泵的葉
輪外徑適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行切削，改變泵的性能特征。在滿(mǎn)
足實(shí)際需要的情況下，使泵運(yùn)行工況恢復(fù)到最佳工
況點(diǎn)運(yùn)行，達(dá)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(yáng)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(yáng)程、軸功率。
3．2 應(yīng)用高效水泵或電機(jī)
根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行現(xiàn)狀，更換高效水泵或電機(jī)，
這種方法一般要變動(dòng)原有管路、電機(jī)和水泵的安裝
基礎(chǔ)。
3．3 三元流葉輪改造
保持原來(lái)水泵主體、管路和電機(jī)，根據(jù)水泵實(shí)際
運(yùn)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(shí)質(zhì)上是采用泵設(shè)計(jì)軟件《射
流—— 尾跡三元流動(dòng)理論》，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的
運(yùn)行工況，重新進(jìn)行泵內(nèi)水力部件(主要是葉輪)的
優(yōu)化設(shè)計(jì)；然后進(jìn)行制造和更換，提高泵效率，減少
能耗；可以針對(duì)實(shí)際使用要求，在不改變電機(jī)、泵體、
管線(xiàn)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(jī)工作電流，從而達(dá)到
節(jié)能降耗的目的。
3．4 電機(jī)變頻調(diào)速改造?
利用電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變來(lái)調(diào)整泵的流量和壓力。
對(duì)于經(jīng)常改變工況運(yùn)行的情形，可以采用變頻技術(shù)。
但對(duì)于工況穩(wěn)定的情形，采用變頻來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)與實(shí)
際的工況吻合性，在技術(shù)上是不合理的。長(zhǎng)期低轉(zhuǎn)
速運(yùn)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(guò)磁場(chǎng)傳遞電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，
使得電機(jī)和水泵之間有空氣間隙，沒(méi)有機(jī)械聯(lián)接。
這樣可以大大降低由于軸彎曲和角度偏離、不對(duì)中、
熱膨脹等引起的振動(dòng)，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)磁力耦合
器的空氣間隙，實(shí)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(wèn)題，實(shí)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(jī)械產(chǎn)品，基本不受使純機(jī)械設(shè)備，基本免維 軟啟動(dòng)，調(diào)
~A J 1 0
w00 改造 元／kw 裝調(diào)試快捷對(duì)電譬 源主沒(méi) 有 和影響，運(yùn)誓自籌行 解決故費(fèi)用幾乎工況運(yùn)行 變一 s％ 長(zhǎng)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(yáng)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(yùn)行，泵出口閥門(mén)開(kāi)度較小，增加了阻力；長(zhǎng)期運(yùn)
行后，動(dòng)靜間隙增大，容積損失增加，降低了泵運(yùn)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(yùn)行，需要對(duì)泵進(jìn)行節(jié)能改造。針對(duì)這一問(wèn)
題，經(jīng)過(guò)計(jì)算論證，對(duì)其運(yùn)行工作點(diǎn)的技術(shù)分析與研
究。綜合考慮費(fèi)用、投資回收期，提出對(duì)泵葉輪進(jìn)行
切削改造方案，改造后運(yùn)行效果見(jiàn)表3。
表2 循環(huán)氨水泵、脫硫泵運(yùn)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(yùn)行時(shí)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(wàn)kW ·h，電費(fèi)按照0．68元／(kW ·h)
計(jì)算，每年可節(jié)約26．8萬(wàn)元。
5 結(jié)語(yǔ)
泵是生產(chǎn)過(guò)程重要的化工流體輸送設(shè)備，由于
設(shè)計(jì)時(shí)一般選用的泵的揚(yáng)程和流量大于實(shí)際需求，
(上接第68頁(yè))
4．4 系統(tǒng)管理功能
實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(hào)設(shè)備的有效控制。當(dāng)出
現(xiàn)設(shè)備事故時(shí)，回放設(shè)備開(kāi)放狀態(tài)，為事故分析提供
準(zhǔn)確依據(jù)。
5 效果
(1)提高工作效率。通過(guò)查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)
確判斷設(shè)備故障點(diǎn)，及時(shí)處理故障，改變了原來(lái)現(xiàn)場(chǎng)
實(shí)際測(cè)量的工作模式，減少了工作的時(shí)間。
(2)優(yōu)化工作流程。避免了繁雜的人工測(cè)試、
數(shù)據(jù)記錄，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，形成固定報(bào)表網(wǎng)
絡(luò)傳輸。
(3)提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。避免繁瑣的人工測(cè)試
74
在生產(chǎn)運(yùn)行一段時(shí)間后，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)泵參
數(shù)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)減少能耗、降低生產(chǎn)成本的要求。
本文介紹的5種對(duì)泵的節(jié)能改造方式，各生產(chǎn)工廠
可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，在滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的
條件下降低生產(chǎn)成本。
參考文獻(xiàn)
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與應(yīng)用，2012：12—13．
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97 ～ 101．
誤差，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。在數(shù)據(jù)分析中減
少了人為計(jì)算、抄錄、統(tǒng)計(jì)的誤差，保證設(shè)備的穩(wěn)定
運(yùn)行。
(4)由結(jié)果控制轉(zhuǎn)化為過(guò)程控制。每個(gè)采集單
元進(jìn)行過(guò)程測(cè)試，可以分步進(jìn)行分析。通過(guò)各種節(jié)
點(diǎn)的控制管理，使管理手段由原來(lái)的結(jié)果控制變?yōu)?
過(guò)程控制。
(5)設(shè)備的故障率降低10％ 。在日常點(diǎn)檢過(guò)程
中，及時(shí)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(yùn)輸運(yùn)量，實(shí)現(xiàn)接
卸車(chē)1209車(chē)／日，比2011年同期提高276車(chē)／日。
(7)人員優(yōu)化，外委轉(zhuǎn)內(nèi)保，接管西區(qū)鐵路信號(hào)
設(shè)備，年節(jié)約外委費(fèi)用60萬(wàn)元。

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