氯碱生产中循环水泵叶轮节能改造

第2期中国氯碱No.22015年2月China Chlor-AlkaliFeb.,201531氯碱生产中循环水泵叶轮节能改造叶得强,朱伯麟,姜锦,杨汝芸(金川集团股份有限公司化工厂,甘肃金昌737100)摘要:介绍了氯碱装置长期低负荷运行时，实际所需循环水流量低于水泵设计流量的现状,提出了此现状下重新设计并更换循环水泵叶轮的节能改造措施，达到降低循环水泵的设计流量和运行电流的节能目的。关键词:氯碱;循环水泵;叶轮;节能改造中图分类号:TQ051.21文献标识码:B文章编号:1009- 1785(2015)02 -0031-02Energy- saving renovation on impeller of circulating water pumpin chlor- alkali productionYE De-qiang,ZHU Bo-Lin ,JIANG Jin, YANG Ru-yun(Chemical Plant of JinChuan Group Co.，Ltd. , JinChang 737100 ,China)Abstract : After fully demonstrated、comparison and calculation , the energy- -saving renovations that redesignand replace the impeller of circulating water pump were put forward under this situation, so as to achieve theenergy- -saving purposes that reducing the design flow and running current of circulating water pump.Key words: chlor- -alkali ; circulating water pump; impeller; energy- saving renovation金川集团有限公司化工厂20 万t/a离子膜烧碱水需求量最大为3698.4m/h,远远低于循环水泵的(-期)系统于2009年11月建成投产,整套装置循设计流量,由于斜流泵无法通过出口阀门调节流量,环水系统配备2台立式斜流泵(开1备1)为系统各造成了能耗的增加。机组、换热器等换热设备提供循环冷却水,循环水泵2改造措施的主要参数为:流量6 900 m2/h;扬程50m;转速:为实现循环水泵的节能目的，常用的叶轮改造590 r/min;轴功率:1 099 kW ;效率:85.5% ;循环水泵方法有以下3种。配套电机功率:1 300 kW;额定电压: 10 kV;额定电2.1切割叶轮流98.7 A;转速590 r/min。众所周知，切割叶轮外圆直径可以降低水泵的1设备现状流量和扬程,从而降低泵的运行功率,达到节能的目由于下游耗氯装置运行不稳定，导致烧碱(-的,这个是最简单的方法。根据切割定律,切割前后期)系统长时间处于低负荷运行状态,车间对系统中的流量、扬程、功率关系如下。使用循环水设备的设计水量进行了详细统计，循环Q_DQ2 D2水总需求量共计6250.8 m'/h,见表1。在低负荷运行中国煤化工时,蒸发装置停止运行，整流系统运行3套,化盐水YHCNM HG换热器、阴极液冷却器、放空气冷却器、冷凝水换热B=(B.)器等设备未使用冷却工况，此状况下系统实际循环32中国氯碱2015年第2期表l 20万1/a离子膜烧碱系统循环水用量 统计中,当生产负荷降低时,系统所需流量减小,变频电工序设备名称数量/台循环水量(m2-h-)机可以通过降低电机转速来减小泵输出流量，这样淡盐水冷却器II电机的负荷也随之减小。根据泵的性能曲线,该泵输脱明冷冻机组油冷器240装置出流量为4 260 m/h时，泵扬程约为70m,效率盐水冷冻机组冷凝器2075%左右,此时泵轴功率:化盐水换热器284整流油冷却器250P:=2BQH =1 067.5 kW变压器η纯水冷却器:80仪表冷却器可以看出，如果变频改造,泵的流量降低、扬程阴极液冷却器上升、效率下降,输出功率降幅甚微,节能效果不明电解成品碱冷却器292显,考虑到其节能效果和变频投资,此方法亦不适合真空泵冷却器10现场实际情况。具体性能曲线见图1。脱氯塔冷却器273冷凝水冷換热器8o+放空气冷凝器)6Q-η70t850+压缩机I段氯气冷却器81II段氯气冷却器Q-H二「4循环液冷却器145.2氯水冷却器60Q-P 1200厂房尾气塔冷却器46.7洗涤液冷却器400I段氢气冷却器4201200 2400 3 6004 800 6000 7200 8 4009000氢气压缩机冷却器图1泵的性能 曲线图冷水机组油冷却器3226.8空气压缩机油冷却:2.3重新设计 更换叶轮30.6为了降低改造成本，在不改变泵其它零部件尺氯气30寸(主要是叶轮处轴径不变)的条件下,按轴径的要液化机冷凝器求进行性能换算。40LBSB -50立式斜流泵的原型泵炉膛冷却器450石墨冷却器285是C720-N模型，原型泵的参数为:Qx=6 952 m/h,合成炉级降膜吸收器H,=68.2 m,n=85.9% ,n=590 r/min,叶轮外径1 297 mm。二级降膜吸收器13540BLSB--50是在原型泵的基础上对叶轮外径进行蒸发装置套1 340切割后满足设计需求的。而现场实际需求的参数要求为:Qp=4 260 m/h,Hp=50 m,n=590 r/min;首先计合6 250.8注:此统计表的水量为系统满负荷时的设计水量,未考虑系统漂水损算泵的比转速。失和总蒸发损失。nVQn,="式中,Q、H、P为叶轮直径D时的流量、扬程、功q°率;Q2H2、P2为叶轮直径D2时的流量、扬程、功率;式中:nm为原型泵叶轮的比转速;np为重新设计叶根据现场循环水的实际需 求流量(取1.15的余量轮的比转速。系数)则流量为4 260 m/h,叶轮直径D.=1 245 mm。根据比转速的计算结果发现原型泵(C720-N计算得出:D2=768.65 mm,H2=19 m。但在满足流量的模型)即为现场实际需求泵的模型泵,可以以原型泵同时,由于叶轮切割量过大,造成扬程无法满足系统为模型对其进行相似换算,通过模型换算计算出比要求,此方法不适合现场实际情况。例系数λ值,计算公式如下:2.2变频节 能改造变频的主要工作原理是利用变频改变驱动电机λ=V中国煤化工YHCNM H G,的频率,降低电机的转速,继而减小泵的输出流量来因改造前口书还休付不变，四此得出:实现节能目的。变频节能改造的优点是在生产过程λ=0.873(下转第45页)