齊魯石化供排水廠二化供水泵站水泵節(jié)能改造獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

齊魯石化供排水廠二化供水泵站水泵節(jié)能改造獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：在齊魯石化整個(gè)企業(yè)中，電的消耗占總能耗的比重很大。而在齊魯公司供排水廠二化供水泵站水泵電耗占整個(gè)原水外供成本的40%左右，因此降低水泵電耗是車間節(jié)能降耗的關(guān)鍵。結(jié)合泵站自身水泵配置情況，做好運(yùn)行水泵的能耗情況分析，是做好節(jié)能工作的基礎(chǔ)。本文通過實(shí)例初步探討如何分析水泵的運(yùn)行效率，合理選擇改造方案，以達(dá)到水泵節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞：工業(yè)水泵;改造方案;節(jié)能降耗

齊魯石化供排水廠二化供水泵站共有工業(yè)水泵6臺(tái)，其中三臺(tái)為12SH-9A雙吸離心式水泵，另三臺(tái)為8SH-9雙吸離心式水泵。水泵的合理選配對于提高運(yùn)行效率、降低運(yùn)行成本至關(guān)重要。做好供水設(shè)備的運(yùn)行效率分析，改造低效運(yùn)行水泵，對實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能和降低運(yùn)行成本具有重要的意義。

1水泵節(jié)能的途徑及改造方案選擇原則

1.1水泵節(jié)能的途徑

雙吸離心式水泵的設(shè)計(jì)運(yùn)行效率一般可達(dá)80%-85%，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，有些水泵的實(shí)際運(yùn)行效率只有55%左右，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求。

一般提高水泵的運(yùn)行效率有兩個(gè)辦法：切削葉輪和更新水泵。

①通過適當(dāng)切削水泵的葉輪，改變水泵的性能工作曲線，達(dá)到提高水泵運(yùn)行效率的目的，但這種辦法只適用于水泵運(yùn)行工況點(diǎn)在葉輪最大切削量形成的高效區(qū)內(nèi)，而離心泵的最大切削量受比轉(zhuǎn)速的影響，一般為7%-20%。對于水泵實(shí)際運(yùn)行的工況需求點(diǎn)偏離高效區(qū)較多的情況，則不能用切削葉輪的方法，應(yīng)通過各種工況的詳細(xì)計(jì)算與方案比選，選擇適合現(xiàn)有工況要求的水泵，從根本上提高水泵運(yùn)行效率，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目標(biāo)。

②配置調(diào)速水泵

離心式水泵廣泛應(yīng)用于工業(yè)和生活給水系統(tǒng)中，其輸出特性取決于離心泵特性曲線和供水管網(wǎng)阻力曲線交點(diǎn)的工況。從節(jié)能的角度出發(fā)，通常采用變頻調(diào)速的電動(dòng)機(jī)來改變泵的轉(zhuǎn)速，以滿足工況改變時(shí)對水泵性能的要求。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速下降時(shí)，消耗的功率也大大下降，因此實(shí)際節(jié)能潛力非常大。一般應(yīng)用變頻器節(jié)電率為20%～50%，效益顯著。系統(tǒng)配置調(diào)速設(shè)備容量的原則，一般根據(jù)負(fù)荷的日變化情況，按照總量的10%～30%考慮調(diào)速設(shè)備的配置，過多或過少都不能達(dá)到理想的節(jié)能效果。

1.2水泵節(jié)能改造方案選擇原則

①對于要求恒壓供水且月水需求存在較大的日變化系數(shù)的企業(yè)，如果泵站沒有配置適當(dāng)數(shù)量的變頻設(shè)備，只是通過閥門的開度來調(diào)節(jié)外部壓力，則需要考慮配置適當(dāng)數(shù)量的變頻調(diào)速設(shè)備，以達(dá)到既恒壓供水，又節(jié)能的日標(biāo)。

②對于非調(diào)速運(yùn)行的水泵且水泵機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行工作點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)運(yùn)行工作點(diǎn)太多（效率70%）的情況采用其他方式改造費(fèi)用較高，建議通過切削水泵葉輪，以改變水泵運(yùn)行的曲線，達(dá)到改變水泵工作點(diǎn)、提高水泵運(yùn)行效率的目標(biāo)。這種辦法不能徹底改變水泵性能，只能在較小的范圍內(nèi)改善原有水泵的性能參數(shù)，特別適用于工作揚(yáng)程變化很小但偏離額定揚(yáng)程甚遠(yuǎn)的離心泵。

2應(yīng)用實(shí)例

齊魯公司供排水廠二化供水泵站，泵房選用6臺(tái)單級雙吸離心泵，12SH-9A水泵3臺(tái)，揚(yáng)程為49m，額定流量為720m?/h，配用電機(jī)功率為160KW，轉(zhuǎn)速為1450r/min，這三臺(tái)泵并聯(lián)，主要供二化廠內(nèi)老區(qū)各個(gè)裝置生產(chǎn)用水;8SH-9水泵3臺(tái)，揚(yáng)程為62.5m，額定流量為288m?/h，配用電機(jī)功率為75KW，轉(zhuǎn)速為2960r/min，這三臺(tái)泵并聯(lián)，供二化廠內(nèi)裝置生產(chǎn)用水，兩種型號(hào)水泵一般均為一開兩備。

2.1水泵機(jī)組的運(yùn)行效率分析

2.1.1水泵運(yùn)行數(shù)據(jù)（以12SH-9A水泵為例）

水泵實(shí)測運(yùn)行數(shù)據(jù)：出口壓力為0.54Mpa，流量為520m?/h（平均流量），電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)：實(shí)測運(yùn)行電壓為380V，電流為220A，電機(jī)運(yùn)行效率為92%。

2.1.2水泵運(yùn)行效率計(jì)算

①水泵的有效功率P有效

P有效=ρgQH/1000=流量×揚(yáng)程×9.81×介質(zhì)比重÷3600

=1000×9.8×520×54/3600/1000=77.8KW。

②電機(jī)的輸出功率P1

P1=160KW×92%=147.2KW。

按照電機(jī)的輸出功率約等于水泵的軸功率（忽略其他環(huán)節(jié)損失），則Pl=P軸功率。

③水泵的效率η=P有效/P軸功率=77.8/147.2=0.53

一般水泵的設(shè)計(jì)運(yùn)行效率為70%～80%，高效運(yùn)行一般可達(dá)到80%～86%。根據(jù)計(jì)算得出，車間水泵機(jī)組的運(yùn)行效率僅為53%左右，運(yùn)行效率過低。

2.2改造方案

由于廠里工業(yè)水用水量根據(jù)生產(chǎn)需要有較大波動(dòng)，12SH-9A工業(yè)水泵一臺(tái)運(yùn)行時(shí)，出口流量變化較大，運(yùn)行時(shí)最小流量為350m?/h，最大流量為660m?/h，平均流量為520m?/h。車間分別進(jìn)行了葉輪切削和更換新泵的改造。

2.2l方案一：葉輪切削

利用原水泵葉輪，根據(jù)切削定律和泵房實(shí)際的運(yùn)行狀況，并結(jié)合所需流量、揚(yáng)程和消耗功率，耐水泵葉輪進(jìn)行切削，以滿足生產(chǎn)和水量調(diào)節(jié)的需要。葉輪切削機(jī)泵不需要投入資金，但是又能節(jié)約一定的電量，所以車間首先進(jìn)行了葉輪切削改造。

2010年車間通過廠家對三臺(tái)12SH-9A泵中的一臺(tái)水泵做了葉輪切削改造，將原來402mm直徑的葉輪切削到了351mm，泵出口壓力從0.55MPa，降到了0.42MPa（夜間使用此泵），通過葉輪切削，使電機(jī)的運(yùn)行負(fù)載有所降低，避免了運(yùn)行過載的現(xiàn)象電機(jī)運(yùn)行發(fā)熱得到較大改善。但切削葉輪也降低了水泵的供水能力，使水泵的流量較原先下降了13%。葉輪切削的方法只能在較小的范圍內(nèi)改善原有水泵的性能參數(shù)。

2.2.2方案二：更換現(xiàn)有水泵

因?yàn)檐囬g的這六臺(tái)工業(yè)水泵都應(yīng)運(yùn)行快三十年了，車間為了節(jié)能以及減少維修費(fèi)用的考慮，在2012年對其中的兩臺(tái)泵進(jìn)行了設(shè)備更新。

換泵型號(hào)為KQSN300-N9/418

參數(shù)：Q=720m?/h，H=55m，電機(jī)功率：160KW，電機(jī)效率：94%，水泵參數(shù)跟原有水泵參數(shù)相同，但是因?yàn)檫x用的是節(jié)能電機(jī)和節(jié)能泵，泵安裝后相同的流量下電流下降。

經(jīng)核算：P有效=108KW，P軸功率=140.8KW。泵的效率上升到76.7%。

2.3方案比選

方案一投入成本低，但節(jié)能效果不顯著，不能徹底改變水泵性能，達(dá)不到水泵高效運(yùn)行的目標(biāo)。

方案二投入大，施工周期相對較長，但更換設(shè)備后能夠發(fā)揮出水泵最大效牢，最大限度地節(jié)能降耗，有利于長期、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

采用葉輪切削方式不能有效改善水泵的運(yùn)行效率，是在犧牲一定參數(shù)的條件下進(jìn)行了節(jié)能，更換新型泵后，泵的效率明顯增