1、前言

　　中鹽新干鹽化有限公司60萬(wàn)t/a鹽硝聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目真空系統(tǒng)配套的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，水泵實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，與管路系統(tǒng)不匹配，水泵性能不穩(wěn)定、運(yùn)行效率低、噪音大、葉輪腐蝕快、壽命短。為此，在基于“合同能源管理”模式下對(duì)原循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能技術(shù)改造，取得了明顯的節(jié)能效果。

　　2、技改前概況及問題

　　循環(huán)冷卻水系統(tǒng)共八臺(tái)水泵，其中四臺(tái)冷水泵，流量1944(m3/h)，揚(yáng)程41．6m，配用電機(jī)315kW；四臺(tái)熱水泵，流量1987m3/h，揚(yáng)程30．2m，配用電機(jī)250kW。經(jīng)測(cè)量分析診斷，系統(tǒng)存在以下問題：

　　(1)水泵的實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)且與管路系統(tǒng)嚴(yán)重不匹配，水泵運(yùn)行效率低，能耗高，系統(tǒng)效率低。

　　(2)水泵設(shè)備性能欠佳，運(yùn)行效率低，運(yùn)行成本高，壽命短。

　　系統(tǒng)流程示意圖如圖1(以地面為零標(biāo)高；泵房位于－3m；最高用水點(diǎn)：混合冷凝器高28m，真空度0．09MPa)，原循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備如表1。

　　圖1 系統(tǒng)流程圖

　　表1 原循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備、管網(wǎng)情況

　　注：1．鹽硝實(shí)際產(chǎn)能80萬(wàn)t/a；2．主要冷卻設(shè)備混合冷凝器(HD－301)，9m以上負(fù)壓，進(jìn)出溫差8℃；3．循環(huán)冷卻水流量5100m3/h～5500m3/h；4．水質(zhì)含鹽較多，具有腐蝕性，對(duì)設(shè)備，管路影響較大，現(xiàn)場(chǎng)大多數(shù)水泵運(yùn)行效率下降明顯，維護(hù)成本高；5．運(yùn)行模式：冷、熱水泵均3臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間：約290d/a，24h/d。

　　3、在線流體系統(tǒng)糾偏節(jié)能技術(shù)簡(jiǎn)介

　　通過(guò)對(duì)流體輸送系統(tǒng)原設(shè)計(jì)工況的檢測(cè)及參數(shù)采集，按系統(tǒng)最佳工況運(yùn)行原則，建立專業(yè)水力數(shù)學(xué)模型，判斷引起高耗能的因素，找到系統(tǒng)的最佳運(yùn)行工況點(diǎn)(見圖2)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)出與系統(tǒng)最匹配的高效流體傳輸設(shè)備，替換原有設(shè)備，使系統(tǒng)始終保持在最佳運(yùn)行工況，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

　　圖2 水泵機(jī)械特性曲線與管道特性曲線圖

　　如圖2所示，按設(shè)計(jì)熱交換量要求水量QA計(jì)算的循環(huán)水系統(tǒng)總阻力為HA(即設(shè)計(jì)揚(yáng)程)，設(shè)計(jì)運(yùn)行工況點(diǎn)A的設(shè)計(jì)水泵效率ηA最高，水泵軸功率NA最低。當(dāng)設(shè)計(jì)的水泵安裝完成調(diào)試時(shí)，實(shí)際運(yùn)行的工況點(diǎn)在B點(diǎn)，運(yùn)行參數(shù)為流量QB、揚(yáng)程HB、軸功率NB，當(dāng)運(yùn)行水泵軸功率遠(yuǎn)大于安裝電機(jī)額定功率時(shí)，水泵振動(dòng)嚴(yán)重、噪聲很大，甚至燒毀電機(jī)。此時(shí)操作人員人為增加系統(tǒng)阻力，如閉閥門操作使水泵電機(jī)在不超額定電流的C點(diǎn)工況運(yùn)行，以保證水泵能連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)前循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行狀況普通存在“設(shè)計(jì)高揚(yáng)程水泵，而實(shí)際在低揚(yáng)程、大流量、低效率、高功耗運(yùn)行”的突出問題。

　　如在圖2中用曲線表示，這是一條當(dāng)流量等于零時(shí)水泵揚(yáng)程等于幾何揚(yáng)程△h，流量等于QB時(shí)，水泵揚(yáng)程等于HB，通過(guò)B點(diǎn)的拋物線方程曲線—即管路特性曲線，表明在該循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的水泵運(yùn)行工況(Q、H)一定在該管路特性曲線上，即待選的水泵機(jī)械特性曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)，且該交點(diǎn)的流量為實(shí)測(cè)的運(yùn)行流量QC，揚(yáng)程為HC‘的C’點(diǎn)，即為技改水泵的最佳運(yùn)行工況點(diǎn)，按最佳工況點(diǎn)參數(shù)(QC、HC‘)定制的水泵一定是與該循環(huán)水系統(tǒng)相匹配的高效運(yùn)行的最佳節(jié)能水泵。

　　由于水泵的軸功率是與流量、揚(yáng)程乘積成正比，原水泵運(yùn)行功率可用O、HC、C、QC、O面積表示，技改泵運(yùn)行功率用O、HC’、C‘、QC、O面積表示，兩者之差HC’、HC、C、C‘、HC’面積即為節(jié)約的能耗。

　　4、實(shí)施改造及效果

　　依據(jù)在線流體系統(tǒng)糾偏節(jié)能技術(shù)，在分析系統(tǒng)管路布置、生產(chǎn)負(fù)荷、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，得出管路實(shí)際特性曲線情況下，拆除原所有冷、熱水泵，由節(jié)能科技公司定制選用國(guó)內(nèi)優(yōu)秀水泵，并負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工安裝和調(diào)試，解決了原系統(tǒng)設(shè)備偏離設(shè)計(jì)工況、超功率運(yùn)行和噪音大等問題。在基于“合同能源管理”模式下，由節(jié)能科技公司投資進(jìn)行改造，并承擔(dān)所用設(shè)備五年內(nèi)的保修責(zé)任，技改成功后按一定比例分享系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)正常運(yùn)行所節(jié)省的電費(fèi)。合同期滿后，節(jié)能技改項(xiàng)目的全套設(shè)備所有權(quán)自動(dòng)歸我司所有。

　　循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)技改后能滿足生產(chǎn)工藝需求，1h總節(jié)電約475．5kW·h，按年運(yùn)行290d、每天24h，年節(jié)電約330．9萬(wàn)kW·h。改造前后所測(cè)數(shù)據(jù)如表2。

　　表2 循環(huán)水泵改造前后數(shù)據(jù)對(duì)比

　　5、結(jié)論

　　此次改造徹底解決了原循環(huán)水系統(tǒng)水泵實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，與管路系統(tǒng)不匹配、水泵運(yùn)行效率低、能源利用率較低等問題，改造后循環(huán)水系統(tǒng)能滿足生產(chǎn)工藝要求，并取得了節(jié)電率34．7%，年節(jié)電約330．9萬(wàn)kW·h的顯著效果。合同能源管理模式下，企業(yè)前期無(wú)需進(jìn)行投資，改造成功后共享節(jié)能效益，是一種節(jié)能技術(shù)改造領(lǐng)域的良好合作形式。