2013年第23期NO.23.2013(總第266期)中國高新技術企業(yè)( CumulativetyNO.266 )τ_技術應用Iechnology Aplicalion過程系統(tǒng)阻力優(yōu)化技術在寶鋼煉鋼板換循環(huán)水系統(tǒng)的應用楊永利(浙江科維節(jié)能技術股份有限公司,浙江杭州310012)摘要:寶鋼不銹鋼有限公司2#煉鋼所屬煉鋼板換循環(huán)水系統(tǒng)通過對設備進行技改、系統(tǒng)阻力優(yōu)化、泵站運行優(yōu)化,從提高設備運行效率及系統(tǒng)運行效率兩個大方面，為循環(huán)水系統(tǒng)提供有效的節(jié)能降耗。改造后系統(tǒng)節(jié)電率達到27.4% ,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。關鍵詞:循環(huán)水系統(tǒng);系統(tǒng)阻力優(yōu)化;節(jié)能技改中圖分類號: TF758文獻標識碼: A文章編號: 1009- 2374 ( 2013) 23- 0031- 021概述加能耗。流體輸送領域的泵類裝置電力消耗巨大，據(jù)《中國大2.2 針對冷卻塔方面百科全書.化工篇》所載，泵類裝置所消耗的電量約占社( 1)冷卻塔換熱效能低下，增加泵送流量; (2)冷會總發(fā)電量的25%。目前我國流體輸送領域普遍存在低效卻塔風機未能根據(jù)負荷及環(huán)境溫度，有效調節(jié)風量。率、高能耗現(xiàn)象，與國際先進水平比較存在較大差距。2.3針對泵站方面僅對泵組本身而言，《 節(jié)能中長期專項規(guī)劃》(2505號文(1)水泵本身效率性能欠缺(或是長期使用老化原件)明確指出，我國水泵平均設計效率75%，比國際先進因)，水泵效率不高，泵組運行效率偏低; (2) 水泵存在水平低5個百分點，運行效率低20個百分點左右。較嚴重氣蝕現(xiàn)象，降低運行效率; (3) 泵站優(yōu)化設計及運冷卻循環(huán)水系統(tǒng)是泵類裝置的主要應用領域之--，廣行管理均缺少必要的節(jié)能技術手段，導致運行模式不合理或泛應用于采暖、空調的冷熱媒介質輸送，石油化工、鋼鐵未能按負荷變化(或天氣變化)有效調節(jié)流量，增加能耗。冶金、熱電、紡織化纖、生化制藥、機械電子、建材等行3循環(huán)水系統(tǒng)阻力優(yōu)化技術簡介業(yè)的工藝換熱傳送，其能源浪費現(xiàn)象尤為嚴重。在將節(jié)能減排列人基本國策大背景下，泵類裝置節(jié)能自然成為節(jié)能循環(huán)水系統(tǒng)阻力優(yōu)化技術，是按最佳工況運行原則,工作的重點。為此，科技工作者一方面致力于改進泵結構從合理水送能耗指標的高度，從降低系統(tǒng)阻力、提高水泵設計以提高水力效率;另- -方面著眼于系統(tǒng)的配置優(yōu)化和效率、調整合理流量三方面入手，建立專業(yè)水利數(shù)學模型運行優(yōu)化，從影響水泵能耗最根本三大要素(管路阻抗、和參數(shù)采集標準，通過檢測復核當前運行工況的參數(shù)和設備參數(shù),準備判斷引起“高能耗”的各種原因,準確找到運行效率、輸送流量)人手,求得最佳節(jié)能效果。最佳工況，然后通過整改系統(tǒng)不利因素，并按最佳運行工2循環(huán)水系統(tǒng)運行引起高能耗的原因分析況參數(shù)定做高效節(jié)能泵替換目前處于不利工況、低效率運引起循環(huán)水系統(tǒng)高能耗原因主要有3方面13點，分別為行的水泵，降低“無效能耗”。通過測試或記錄當前供水管網(wǎng)、冷卻塔、泵站。流量、實際需要供水壓力，計算出管路阻力特性，按照正2.1針對管網(wǎng)方面常管路特性，提供與系統(tǒng)相匹配的高效節(jié)能泵。( 1 )換熱回收不充分或換熱網(wǎng)絡的冷卻器、加熱器布系統(tǒng)阻力優(yōu)化技術從系統(tǒng)優(yōu)化入手，技改方法可靠，置不合理，增加冷卻水量; (2) 局部冷卻器老化或結垢嚴節(jié)電潛力大，從以下兩個方面與其他節(jié)能技術有本質差別:重致使換熱效能低下，形成瓶頸，增加泵送流量; (3) 設( 1)若不從系統(tǒng)優(yōu)化人手，僅通過變頻等調速手段計、改造或擴建不合理，致使管網(wǎng)各支回路的管路特性差或切割葉輪方式，不但會影響正常使用，而且節(jié)電潛力不異較大，管網(wǎng)水利失衡嚴重，增加泵送流量及抬升整體壓高。降低當前電動機轉速及切割葉輪后，水泵效率均會下頭; (4) 運維不及時，管網(wǎng)存在局部堵塞或內漏現(xiàn)象，增降，流量減少。加能耗; (5) 管件阻力偏大,管網(wǎng)嚴重依賴閉閥調節(jié)，管(2)變頻器在部分生產負荷經(jīng)常亦化的過程中起調節(jié)網(wǎng)運行效率低，(6) 回水勢能未能充分利用，增加能耗;作用，其應用原中國煤化工成線性關系，(7)回水總管高位點真空度控制不合理，形成嚴重擾流或通過改變頻率降YHCNM H G的。針對單-非滿管流，增加能耗; (8) 處于大流量、低溫差運行，增使用變頻過程中，存在各種不足，具體分析如下:31表1煉鋼板換系 統(tǒng)阻力優(yōu)化前后工況對照表供水流量( m3/h )總管壓力( MPa)耗電統(tǒng)計(kW)阻力優(yōu)化前29570.404167.2+172.0+155.5=494.7運行3臺泵阻力優(yōu)化后29410.245164.6+ 170.9+ 152.7=488.2表2煉鋼板換 系統(tǒng)改造前后工況對照表供水流量( m2/h )總管壓力(MPa)備注改造前.164.6+170.9+ 152.7=488.2改造后0.260117.9+118.5+117.8=354.2表3 煉鋼板換系統(tǒng)改造前后節(jié)能收益對比改造前(kW )改造后(kW)節(jié)電率(%)年節(jié)電量(kW●h)耗電統(tǒng)計(運行3臺泵)488.254.27.45115.8萬僅從流量人手，無法改變設備低效率運行，使用變頻泵尺寸調整基礎高度及進出口變徑管等管道附件。降低電動機轉速后，使原來設備運行效率處于更低狀況。4.2.4在原各 動力柜內，安裝4套符合計量要求的電度對有兩臺或多臺水泵運行時，當改變其中一臺頻率表，用于技改前、后實耗功率的計量。時，功率有所降低，但另外一臺設備耗電功率將有所增4.2.5安裝 1套循環(huán)水能耗目標管理計量系統(tǒng)(帶累時加，整體節(jié)電率不高，對于較為復雜系統(tǒng)，起不到節(jié)電作器功能)用，常常發(fā)生“變頻- -變, 效果變差”現(xiàn)象。4.2.6水泵配套的Y 型電動機不做改動。變頻- .般在生產負荷比較大，如上午產能滿負荷、下4.3阻力優(yōu)化前后各項性能指標及耗電 量對比午產能只有一-半時,有- -定的效果，當負荷比較穩(wěn)定或相系統(tǒng)改造前先對系統(tǒng)進行阻力優(yōu)化調整，調整前后參對穩(wěn)定情況下，沒有必要通過安裝變頻器來解決，對冷卻數(shù)如表1所示。塔風機可以采用開啟風機臺數(shù)調節(jié)用電量，也可以通過改從表1可以看出，系統(tǒng)阻力優(yōu)化前后，供水流量基本沒變風扇葉片角度來實現(xiàn)風機節(jié)能目的。有變化，說明系統(tǒng)換熱效果也沒有變化，同時系統(tǒng)前后耗電量也基本沒有變化，系統(tǒng)阻力優(yōu)化的目的就是將系統(tǒng)調4項目應用 .整至技改后的設計參數(shù)運行。4.1項目背景寶鋼不銹鋼有限公司2#煉鋼所屬煉鋼板換供水泵4.4 系統(tǒng)改造前后各項性能指標及耗電量對比( B207)配置4臺185kW,主要供至4個板換熱器與其他系調試后通過更換4臺高效節(jié)能泵達到節(jié)能的目的，改造統(tǒng)的回水進行換熱后至冷卻塔降溫，如此往復。常年運行3前后參數(shù)如表2所示。從表2可以看出，改造后系統(tǒng)各項指標不但大于改造臺水泵。目前的運行模式及管理方式較為合理，但仍存在前，且水泵耗電明顯低于改造前，系統(tǒng)節(jié)電效果顯著。-定的優(yōu)化空間，經(jīng)浙江科維節(jié)能技術股份有限公司檢測4.5 節(jié)能收益分析分析，認為各循環(huán)水系統(tǒng)存在運行效率偏低的情況，表現(xiàn)從表3可以看出，改造后系統(tǒng)按照年運行3臺泵8640小如下: (1) 該運行系統(tǒng)存在管網(wǎng)特性與循環(huán)水泵本身性時計算，年節(jié)電收益達到115.8萬度，節(jié)電效益非常可觀。能不匹配的情況，流體輸送過程通過閉閥門的方式調節(jié)阻力，增加了部分無效能耗; (2) 循環(huán)水泵不在最佳工況點5結語運行，水泵實際運行效率遠低于額定效率; (3) 通過水泵循環(huán)水系統(tǒng)阻力優(yōu)化技術在寶鋼不銹鋼煉鋼板換系統(tǒng)水力模型優(yōu)化設計，能夠提高水泵固有效率。的應用，完全按照設計要求，改造前后不影響原有系統(tǒng)使4.2改造方案用效果，改造后系統(tǒng)運行穩(wěn)定，達到了預期節(jié)電效果，創(chuàng)本著不改變當前運行模式、不大量增加設備、不對系造了可觀的經(jīng)濟效益，在目前節(jié)能減排列人基本大國策的統(tǒng)產生任何影響的前提下，通過分析系統(tǒng)存在高能耗的原背景下，該技術的實施與推廣，為工況企業(yè)解決高能耗問因，該系統(tǒng)通過優(yōu)化，只需要合計更換4臺高效節(jié)能泵，并題提供了新的解決辦法。。通過合理控制運行工況,達到節(jié)能降耗的目的。主要實施步驟如下:參考文獻4.2.1在更換高效 節(jié)能泵前，通過閥門調節(jié)或系統(tǒng)調1]陸亞俊.暖通空調[M].北京:中國建筑工業(yè)出版試等手段優(yōu)化管網(wǎng)結構。即先對系統(tǒng)的管網(wǎng)阻抗進行調節(jié)社,2002.及運行參數(shù)進行合理調整，達到系統(tǒng)初步優(yōu)化，仍確保原2]付祥釗.流體輸配管網(wǎng)[M].北京:中國建筑工業(yè)出有系統(tǒng)使用效果和循環(huán)水量,不運行設備的閥門應關閉。版社，2001.4.2.2在實 施管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化的同時，對泵站及生產裝3] 龍?zhí)煊逯袊夯そㄖI(yè)出版置的有關循環(huán)水參數(shù)進行重新調整(需要雙方共同確定合社, 2002H理供水指標)[4] 林永輝.浙cNMHG司業(yè)務知識培4.2.3更換煉鋼 板換供水泵4臺,根據(jù)技改后高效節(jié)能訓資料.32