汽轮机循环水系统节能改造

工艺设计改造与检测检修汽轮机循环水系统节能改造Steam turbine water circulating system energy saving renovation王海亮王晓斌唐钢股份有限公司河北唐山0630000Wang Hai- liang， Wang Xiao- tin(rebuiltas Taangshan lron and Steel Group Co, Ld, Tangshan, Hebei, 063000, china)摘要:针对唐钢5.6号汽轮机循环水系统水泵,严重偏离工况运行，能耗高等问题,究其原因,深入剖析,制定了详细可行的改造方案,使问题得到了很好的解决。关键词:节能，循环水水泵Abstract: In tangsteel 5, and 6 turbine water cirulaing system pumps, gravely deviates from working operation, high energy consumption prob-lems, investigate its reason, thoroughly analyzed, worked out a detailed, make feasible transforming schemes have been very good solve problems.Keywords: cnergy-saving, Circulating water, pump1,前言根据伯努利方程，计算水泵的进水池到水泵出口压力表处的唐钢炼铁厂5.6号汽轮机机组循环水系统共有循环水水泵5将上表数据 带入此公式即可以得出水泵的实际所需扬程为压头，此即是水泵的扬程。台，自1999年投产以来已有12年时间，通过这段时间的运行我们32.3米。发现循环水水泵严重存在选型太人的问题，从而造成了能源的不必要的浪费。水泵运行严重偏离正常运行工况点。根据公式P-面cme计算水泵的轴功率:将上表1电流代人公式可得出水泵的轴功率: 1D1:2、现有循环水水泵运行工况及存在问题COsφ= 0.846,500.7K W;552.7KW, 1D4: 521.5KW.电机功率因数目前5.6号汽轮机组循环水系统共有循环水水泵5台，工艺.电机效率为93.7%。对比水泵的运行轴功率与编号为1D1-1D5，供给汽轮机冷凝器冷却用水。水泵型号及所配水泵的扬程，可得出此四台水泵的流量.扬程如下: lDI:流量电机如下:3588 m3/h,扬程33m; ID3: 沈量3747 m3/h,扬程32.5m; 1D4:水泵型号: 24SH-13额定流量: 3168 m3/h额定扬程: 47.4m流量3679 m3/h,扬程32.5m。 由上述计算的流量、扬程和轴功转速: 970rpm出厂 日期: 97年12月 武汉水泵厂串，根据公式.等可以计算出水泵的运行效率7。计算得效率值配套电机: Y5002-6 功率: 560kW 额定电压: 10KV见下表:额定电流40.8A功率因数: 0.846沈阳电机厂2.1技改前运行指标与分析泵代号:1D,2.1.系统水泵运行情况(运行模式、运行时间) :系统水泵:并联运行。PgQH (kW) 。313. 3p331.50 325. So运行模式: 正常情况下，循环水泵全年全天运行三台泵，，另两台备用。|水泵效率勿(%)。62.606062. 4+>运行时间:全年全天运行，按年运行时间8760小时计算注:现场调研时运行1D1，1D3, 1D4三台泵，下列表中数据为运行该三台泵的情况。由以.上分析我们不难发现运行的3台水泵效率都没有超过2.1.2.根据现场水系统实测技术参数，经流体输送工程学计63%， 离85%还有很大距离。水泵偏上况点运行，实际运行效事算，本水系统月前实际运行工况分析如下:太低，能耗大。造成了电能的不必要的浪费，而且浪费及其严表1技改前水泵现场运行工况调研重2.2改造措施的实施及方案泵出口压。|电机电流~ |消耗功率(Hw)以下改造方案:针对以上问题，为了解决设备老化及能耗高的问题我们提出泵组。(Mpa) 2 .(A)。( J3uICOS4)(1)此系统节能改造方案采用更换整台水泵的方法，原电机不做改动。根据系统的实际运行情况，采用新型的高效水力模1Dr0. 33.37.542. 2.型，重新设计高效节能水泵。以替代原泵运行，满足系统的经济、安全运行。水泵扬程35米，比理论计算出来略高，这样不但1D30. 325.41.00. 8.能完全满足系统的安全生产，并且留有调节空间。(2) 5台水泵进行节能改造时，采取逐台改造的方式，改造1D.0. 325;38p56.8.时只需关闭需改造水泵的进出口阀门，无须系统停水，同时不影①水泵计算电机输出功率依据如下:电压按照电网电压响生产，与目前水泵维护、检修要求的条件类似，可操作性强。U-10KV，功率因数0.846, 根据电机铭牌上额定参数计算所得。(3)技改后的水泵交流接触器上加装累时器，记录单台主2.1.3技改前系统运行情况分析及节能分析机运行时间。以上表格数据为依据，根据伯努利方程计算水泵扬程技改后设计水泵的性能参数见下去，型号: TTS800-17;流量: 36中国煤化工效率86%;轴功事404其中Az-- -水泵进出口的高差(m)kW;￥sP- -水泵进出口的压差(KPa)MHCNMHG3、改造刚口x术对儿水泵的出口速度(m/s)-水泵的进口速度(n/s)改造后，通过近几个月的运行参数来看，取得了很好的效sh--水泵进出口之间的阻力损失 (m)00 O下转342页350 F为数据ience & Technology Overview工艺设计改造与检测检修P型Zn0材料及其发光器件的研究进展宿世臣华南师范大学光电子材料与技术研究所广东广州510631自从上世纪90年代至今，人们一直致力干第三代半导体-光，还可以实现ZnO基LEDs的推广和广泛应用。宽带隙半导体的研究，其基本应用在紫外蓝紫波段的短波长发对于第二个问题，ZnO基LEDs电致发 光持续时间不长，这主光器件，主要包括发光二极管(LEDs) 和激光器(LDs) 。宽带要是由于p型ZnO的不稳定性造成的。虽然ZnO的p型掺杂已经得半导体LEDs不仅具有节能、寿命长等优点，而且是一种高温、到了初步解决，但是人们所得的p型ZnO稳定性不好，特别是单一高功率器件，应用广泛，有着数百亿的巨大市场。目前，在短波受主掺杂的p型ZnO,放置1-4个月后通常转变为型，这限制了它长LEDs领域，GaN的开发应用占据士导地位，形成了很大产业，的实际应用。因而，要稳定、可控地生长具有实际应用价值的低但是Ga是一-种稀有贵重金属，GaN需要高温生长，衬底缺乏，阻p型ZnO仍然是个难题。刻蚀困难，器件制作成本高，这制约了它的推广“应用。更为严峻总之，虽然目前已经有大量的关干p型ZnO掺杂的理论和实的是，与GaN光电器件相关的关键技术大部分被日本、美国所垄验报道，也实现了ZnO同质LED的电致发光，但其发光还比较断，我国发展GaN LEDs相关产业将不叮避免地受到严重制约。弱，距离真正实用化还有很大距离。ZnO高 效的电泵激子发光器ZnO是- -种新型的I-VI1族化合物半导体材料，同GaN一样，件的实现，将带动发光器件界的革命。通过进-步改进材料生长是-种直接带隙宽禁带半导体，室温下禁带宽度为3.37 eV。ZnO和制作工艺，就-定能制作出高效的氧化锌电泵激子发光和激光器激子结合能为60 meV,是GaN (25 meV)的2倍多，可以实现室件。温和高温下高效的激子复合发光，是- -种理想的短波长发光器件参考文献.材料|1]。和GaN相比，ZnO在应用方面还具有很多明显的优势，R. F.Service,“WIllUVLasers Beat the Bhues?”，Science, 1997,如:原料丰富，价格低廉:成膜性:能好，外延生长温度低:有商用体单晶，可以进行同质外延:易于刻蚀，器件加工成本低电D.C. Look and B. Clalin, "P-ype doping and devices based on ZnO* , Phys.子诱生缺陷低，抗辐射性能好，是一种环境友好材料，生物兼容Suat Sol. B, 2004性好。因此，ZnO用于制备LEDs、LDs和探测器等光电器件，在K Minegishi, Y. Koiwai, Y. Kikuchi, K Yano, M. Kasuga, and A. Shimizu,固体发光、白光照明、全色显示、光信息存储及通讯等领域拥有"Growthof p-type zinc oxide flms by chemical vapor dpostior' ,Jp.J. Appl.广阁的应用前景，蕴藏着巨大的经济价值。作为新型的宽带半导Phys, 1997体信息功能材料，Zn0已受到全世界半导体、纳米和光电子等诸多领城科学家的广泛关注，也得到众多国家政府和企业的重视和支持，成为一个前沿课题和全世界的研究热点。Zn0要在光电领域获得广泛的应用，首先必须实现高质量n00 O上接350页果。既满足了生产需要，又达到了节能的效果。避免了能源的不型ZnO和p型ZnO的可控掺杂。ZnO的施主掺杂比较容易，但是p型必要的浪费。水泵改造前后的效果对比情况如下:掺杂却异常困难[2]，是一个国际性科学难题，这主要足由于ZnO中受主能级过深、固溶度较低，而且存在本征施主缺陷高度自补偿效应，施主元素H的非故意掺入也是一一个重要原因。1997年 ,俱旧10.D.1D,日本山梨大学首次报道了ZnO的p型掺杂[3],在此后的10余年间,正常管况下.5台水票运行3台。两台备用计↑经全世界各国科学家的共同努力，ZnO的p型掺杂研究已取得了技改前.运行模大。 年运行时间8760小时， 现场运行旧、四(田- .系列重要进展，人们利用1族元素(如IA族元素Li[4]和IB族元素Ag[5])以及V族元素(N[6]、 P[7]和Sb[8]) 作为受主掺杂剂均获得了p型ZnO材料，ZnO的p型掺杂已经得到了初步解决。2004运行功丰() 5422.260.8- 556.8169.8年，日本东北大学采用高低温调节、工艺颇为复杂的分子東外延(MBE) 技术在ScAIMgO,衬底上制备出Zn0基p_i-n结，首次实现运行模式。正常情况下，，台水栗运行了台，两台备了室温下的电注人发光[9]。2005年， 本课题组继日本东北大学之技改后用年运行时间8768小时，后，采用可工业化生产的金属有机物化学气相沉积(MOCVD)| 运行功事() 404.404.| 404. 。1212|技术，在ZnO单晶衬底上首次实现了Zn0同质p-n结室温电致发光| 牧改前年耗电量(万度)148.9[10]。I扶改后年耗电量(万度)1061, 1.但是，目前ZnO基LEDs还存在两个主要问题， 其-一是带边紫外发光很弱，其二是电致发光持续时间不长。要实现ZnO发光器节电兹年节电量(万427.20件的实际应用，这两个科学和技术问题必须得到解决。果度)。对于第一个问题，ZnO基LEDs电致发 光主要在缺陷引起的踢指蓝绿波段，带边紫外发光很弱或根本没有，这需要开展高效实用4、创造的经济效益的ZnO同质LEDs结构设计和制备工艺的研究，从而提高器件的通过改造的实施，明显取得了良好的经济效益。水泵年节电性能，目前这方面的研究开展得较少。采用多量子阱结构来制事达到了28.7%，年可节约电能427.2万度，以0.5元/度的单价计备ZnO基LEDs,可以对有源层中的电子和空穴进行限制，降低算，年可创直接经济效益213.6万元。重空穴有效质量，有利于粒子数反转,降低非辐射复合、价带间吸收和俄歇复合，提高发光效率。2006年， 美国MOXtronics公司5、结语与密苏里大学合作，制备出ZnO/ZnBeO多层量子阱结构的ZnO基中国煤化工成了我公司今年的节能LEDs原型器件，获得宝温下以近紫外发光为主的电致发光(11]。目标，需要的情况下对原有存但是，Be及BeO都是剧毒物质，而且价格昂贵，因而使用ZnBeO在严重:M.HCN M H G研究改造，实施后取得合金不利于实际推广和环保。比较而言，ZnMg0合金更为理想，了及其可喜时效果，年创效益达数白力兀。具有实用价值，人们对ZnMgO薄膜和ZnOZnMgO量子阱的研究也作者简介已经比较充分，生长工艺较为成熟。利用ZnO/ZnMgO多量子阱结构进行器件设计和制备,不仅可以实现高效的ZnO基LEDs电致发王海亮(1982- -), 男，本科学历,助理工程师，现从事水处理工作。342万夠数擔ience & Technology Overview