石油焦煅烧余热发电循环水泵的节能改造

2013年6月第3期邓文等:石油焦煅烧余热发电循环水泵的节能改造石油焦煅烧余热发电循环水泵的节能改造邓文,陈 敏,李润庭,梁贵武(四川启明星铝业责任有限公司,四川眉山620041)[摘要]对余热发电循环水系统的流量扬程、管路特性等现场参数进行分析,采用流体输送高效节能技术,结合现场实际和生产需求量身打造高效节能泵,提高了循环水泵的运行效率,节约了能源。[关键词]流量;扬程;高效节 能泵;流体输送高效节能技术[中图分类号] TF821[文献标识码] B [文 章编号] 1672-6103(2013)03- -0079-040前言行功率,结果为142 kW。当冷却循环水系统是工矿企业余热发电系统不可缺少的组成部分,而发电循环水泵则是系统内最重要的设备。循环水泵的设计选型和系统阻力计算通常比较保守,实际应用中的水泵富裕度都在20%~xO DAHN--30%。这些水泵在运行时,为了满足生产工艺对流txo x4N-量的要求,只有调节阀门的开度或采用旁通、回流阀等方式改变管路特性,解决流量过大的问题。这种xo x门运行方式造成能源浪费、系统效率降低,对于流量需图1循环水系统配置示意图.求相对稳定的循环水系统,如果简单地采用单--变方式二:通过电度表及计时器计算平均功率。频调速技术,水泵将会在更低的效率下运行。因此，在设备上安装计时器及电度表(50倍率),记录设备采用更为稳定、高效的冷却循环水系统节能技术降运行时间,同时记录电表对应时间电量读数,依据每低能耗,具有十分重要的意义。2次电量和时间数据的差值计算平均每小时设备的运行功率,结果见表2。1改造 前循环水系统特性分析表2改造前 3泵的运行功率1.1 循环水系统配置某企业余热发电循环水系统配有SLOW记录日期计时器电表读数1 运行时间电量消耗平均功率读数/h x50kWh/kWh/kW250-390 132 kW循环水泵4台。水泵主要技术参起始读数数见表1。循环水系统配置示意图见图1。2010-03-30 381.87 1 120.3 381.856015 146.686表1水泵的参数2010-04-02 451.89 1 329.870.0210475 149.6001水泵型号数量额定扬程电机额电机额电机额2010-04-13 715.86 2091.7 263.9738 095144.3156流量定功率定电流定电压2010-04-20 883.82 2572.5 167.96 24 040 143.1293SLow 250-390 4台1030m'h 37m 132kW 239.7A 380V平均145.931.2 改造前水泵功耗分析经过近一个月的实际监测,泵的平均功率为通过两种方式对水泵运行功率进行检测。方式一:通过测量电机瞬时电流,计算出瞬时运145.93 kW,与计算值大致相符,差异主要是由于方式-计算取平均电流,实测取平均功率,而实际负荷有波动所致。中国煤化工[作者简介]邓文(1960- -), 贵州贵阳人,大学本科,高级工程师，通过以上YHCN MH G实际运行功副总工程师,主要从事电解铝及铝用阳极炭素生产及设备管理工作。率超过配套电机额定功率,电机长期处于超负荷运[收稿日期] 2012-12-04 [修订日期] 2013-04-220.中国有色冶佥C卷企业之窗.启明星铝业公司专栏.行状态。相连,其工作状态点由泵类机械的性能曲线与管路1.3现场测量参数的分析的特性曲线共同决定,在同样输出功率的情况下,泵1.3.1水泵 的设计参数的流量与扬程成反比,即扬程低则流量大。如果泵13.1.1水泵的扬程 选择类机械的设计点偏离了工作状态点，则系统的运行泵的扬程计算是选择泵的重要依据,由管网系工况将偏离设计工况。统的安装和操作条件决定,其示意图如图2所示。如图3所示,曲线I为系统设计时管路的参考特冷却塔性曲线,流量Qa是系统设计流量,在此流量下,管路.的设计阻力为Ha,即水泵的扬程为Ha,A点是系统，2|设计最佳运行工况点。选用A点所对应流量和扬机餐程,使水泵的实际工作状态点处于A点附近,其工作循环水聚效率最高。图2循环水 泵流程示意图Ho水泵扬程的估算公式为:h=D- S+hf1 +hf2(1)H\1式中:h为泵的设计扬程, mH20;D为排出几何高度,m,此案中D=D1+D2=11.5 m;S为吸人几何高度,m;hf1为总管沿程阻力损失,mH20;hf2为局部阻力损失,mH2O。ohy]= 2ALQ .(2)图3特性曲线式中:A为摩阻率(查表);L为管道长度,m;Q为流经现场监测与分析,管路阻力最小时的实际特量,m'/s。性曲线为HI,管路阻力比设计阻力小,水泵实际流量12=25号(3)为Qb,实际扬程为Hb,则水泵的实际工作点移至B点,水泵的实际扬程小于设计扬程,系统的水流量将式中:5为管路中局部压力损失系数(查表);o为流大于额定流量。由于流量增大及水泵的工作效率下速,m/s;g为重力加速度。降,导致水泵的运行功率增大,能耗增加,造成能源根据系统中的高度、管道的阻力损失及现有的浪费。运行中虽可调节管路阀门开度改变管路特系统设计情况: D=5.3m、D2=6.2m、S=6.3m、hf1=性,使工作点接近A点,但管路阻力增大亦造成大量26.3m、hf2=3.2m,因此泵的设计扬程为h=34.7m(通的节流损失,所以A点并非系统实际的最佳工作点。过查表选择扬程37m的泵)。以上现象表明,水泵特性与管路特性偏离,水泵1.3.1.2水泵的流量选择设计为高扬程,实际是低扬程、大流量、低效率、高能循环水泵的设计流量以所冷却设备需求作为选耗状态下运行。说明设计时过于保守,对管道阻力择依据,汽轮机凝汽器工作冷却水量为850m'/h,空计算取值过高,选型的水泵在实际运行时扬程、流量冷器及冷油器需冷却水量为150m2/h左右,因此选.都大于实际需求值。并且冷却塔出口余压较高,超择泵流量1 000 m'/h左右,铭牌上标记为1 030 m'/h,过需求值,完全属于无效扬程。由于设计时对管道扬程为37 m。阻力估算偏大,导致选取的水泵扬程过大,造成富裕1.3.2水泵的实际参数的扬程换取流量增加,流量增加使得水泵噪音加大水泵的实际参数通过现场表计监测为:扬程及水泵电机负荷加大,电流加大,发热加大,之前水29.03 m,实际流量1 255 m2/h,泵的效率0.85,机械效泵实际运行功率的测量数据也验证了此状况。率0.8。1.5参数优中国煤化工1.4 系统特性曲线分析通过以ICNMHG,管路特性曲在循环水系统中,泵类机械总是与特定的管路线II_上对应设计流量Qa的C点,需要的扬程为Hc。82●中国有色冶金C卷企业之窗.启 明星铝业公司专栏表3改造后3"泵的运行功率表4技改前后循环水系统的记录时间计时器电表读数1 运行时间电量消耗平均功率水泵平均能耗对比_x50kWhh_____ /kWh_ /kW起始读数451.8 1 329.8技改前实际功耗冬季(120d):2 台泵运行145x2=290 kW2010-04-28 694.9 1 735.2243.1 20270 83.38实际功耗夏季(245d):3台泵运行132x3=396 kW2010-06-08 1 430.65 2973.1735.75 61 895 84.13年用电3 163 680 kWh2010-08-05 2410.66 4629.1 980.01 82 800 84.49年电费.1 993118元2010-10-19 2543.94 4867.8 133.28 11935 89.55技改后实耗功率冬 季(120d):2台泵运行92x2=184 kW平均.85.39实耗功率夏季(245d):3台泵运行90x3=270kW非标泵，节省了大量后期调试费用、维护费用等,短2117 520kWh期内即可收回投资。而且就水泵本身而言,严重偏1 334038元离设计运行工况点的旧水泵,如采用改变转速的方节电效果年节电1 046 160kWh法调节工作点,水泵将会处在更低的效率下运行。年节约电费659 081元因此采用流体输送高效节能技术开发高效节能的非节电率32.7%标泵值得推广和应用。说明.表中所用功率参数为4台循环水泵实测平均数,与前表引用[参考文献]单台泵实测参数略有出入。[1]宋儒将 等新型能源的开发探讨J.能源工程, 2007,(2):18-22.[2] 张根珠等.循环水泵扬程的分 析[J].水泵技术,2007.(2):6-13.Energy saving transformation of circulating water pump in heat recovery steamgeneration with petroleum coke calciningDENG Wen, CHEN Min, LI Run-ting, LIANG Gui-wuAbstract: The in site parameters such as flow, head and pipeline features of circulating water pump in heat recoverysteam generation were analyzed. Based on the practice and production requiments, the improved energy savingpump was made which adopts high- efficiency fluid convey technology to increase the operation efficiency ofcirculating water pump and save the energy.Key words: flow; head; high- -fficiency energy saving pump; high- efficiencyg energy saving technology of fluidconvey德利用镍金属在石墨中开凿纳米“隧道”德国卡尔斯鲁尔技术研究院(KIT)和美国莱斯大学的科学家合作,利用镍原子在石墨材料中成功“开凿"出直径为纳米级别的“隧道”,有望为制备锂离子电池高性能多孔石墨电极等提供新的技术手段。研究人员首先将金属镍纳米颗粒引人石墨材料表面,然后在充满氢气的环境中进行快速加热,金属镍纳米颗粒的表面将起到催化作用,使石墨中的碳原子脱离晶体栅格,与氢原子结合成气态的甲烷。在此过程中,金属镍纳米颗粒在毛细管效应作用下,将被“吸人”在石墨材料表面形成的微小“孔穴”中,并继续催化化学反应从而逐渐深人石墨材料内部。这种纳米“隧道”结构具有广泛的应用前景,如通过这种工艺制备的多孔石墨材料作为锂离子电池的电极材料,可大大缩短充电所需要时间;在医药领域,可用这种多孔石墨材料作为可长时间定向释放药品的载体。而如果用这种技术对与石墨具有相似的晶体结构但不具有导电性能的材料(如氮化硼)进行加工,所形成的“隧道”结构将可作为纳米电子元件的支架材料,如新型的传感器和太阳能电池单元等。中国煤化工MHCNMHG