2013年6月第3期鄧文等:石油焦煅燒余熱發(fā)電循環(huán)水泵的節(jié)能改造石油焦煅燒余熱發(fā)電循環(huán)水泵的節(jié)能改造鄧文,陳 敏,李潤庭,梁貴武(四川啟明星鋁業(yè)責(zé)任有限公司,四川眉山620041)[摘要]對余熱發(fā)電循環(huán)水系統(tǒng)的流量揚程、管路特性等現(xiàn)場參數(shù)進行分析,采用流體輸送高效節(jié)能技術(shù),結(jié)合現(xiàn)場實際和生產(chǎn)需求量身打造高效節(jié)能泵,提高了循環(huán)水泵的運行效率,節(jié)約了能源。[關(guān)鍵詞]流量;揚程;高效節(jié) 能泵;流體輸送高效節(jié)能技術(shù)[中圖分類號] TF821[文獻標識碼] B [文 章編號] 1672-6103(2013)03- -0079-040前言行功率,結(jié)果為142 kW。當(dāng)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)是工礦企業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)不可缺少的組成部分,而發(fā)電循環(huán)水泵則是系統(tǒng)內(nèi)最重要的設(shè)備。循環(huán)水泵的設(shè)計選型和系統(tǒng)阻力計算通常比較保守,實際應(yīng)用中的水泵富裕度都在20%~xO DAHN--30%。這些水泵在運行時,為了滿足生產(chǎn)工藝對流txo x4N-量的要求,只有調(diào)節(jié)閥門的開度或采用旁通、回流閥等方式改變管路特性,解決流量過大的問題。這種xo x門運行方式造成能源浪費、系統(tǒng)效率降低,對于流量需圖1循環(huán)水系統(tǒng)配置示意圖.求相對穩(wěn)定的循環(huán)水系統(tǒng),如果簡單地采用單--變方式二:通過電度表及計時器計算平均功率。頻調(diào)速技術(shù),水泵將會在更低的效率下運行。因此，在設(shè)備上安裝計時器及電度表(50倍率),記錄設(shè)備采用更為穩(wěn)定、高效的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)降運行時間,同時記錄電表對應(yīng)時間電量讀數(shù),依據(jù)每低能耗,具有十分重要的意義。2次電量和時間數(shù)據(jù)的差值計算平均每小時設(shè)備的運行功率,結(jié)果見表2。1改造 前循環(huán)水系統(tǒng)特性分析表2改造前 3泵的運行功率1.1 循環(huán)水系統(tǒng)配置某企業(yè)余熱發(fā)電循環(huán)水系統(tǒng)配有SLOW記錄日期計時器電表讀數(shù)1 運行時間電量消耗平均功率讀數(shù)/h x50kWh/kWh/kW250-390 132 kW循環(huán)水泵4臺。水泵主要技術(shù)參起始讀數(shù)數(shù)見表1。循環(huán)水系統(tǒng)配置示意圖見圖1。2010-03-30 381.87 1 120.3 381.856015 146.686表1水泵的參數(shù)2010-04-02 451.89 1 329.870.0210475 149.6001水泵型號數(shù)量額定揚程電機額電機額電機額2010-04-13 715.86 2091.7 263.9738 095144.3156流量定功率定電流定電壓2010-04-20 883.82 2572.5 167.96 24 040 143.1293SLow 250-390 4臺1030m'h 37m 132kW 239.7A 380V平均145.931.2 改造前水泵功耗分析經(jīng)過近一個月的實際監(jiān)測,泵的平均功率為通過兩種方式對水泵運行功率進行檢測。方式一:通過測量電機瞬時電流,計算出瞬時運145.93 kW,與計算值大致相符,差異主要是由于方式-計算取平均電流,實測取平均功率,而實際負荷有波動所致。中國煤化工[作者簡介]鄧文(1960- -), 貴州貴陽人,大學(xué)本科,高級工程師，通過以上YHCN MH G實際運行功副總工程師,主要從事電解鋁及鋁用陽極炭素生產(chǎn)及設(shè)備管理工作。率超過配套電機額定功率,電機長期處于超負荷運[收稿日期] 2012-12-04 [修訂日期] 2013-04-220.中國有色冶僉C卷企業(yè)之窗.啟明星鋁業(yè)公司專欄.行狀態(tài)。相連,其工作狀態(tài)點由泵類機械的性能曲線與管路1.3現(xiàn)場測量參數(shù)的分析的特性曲線共同決定,在同樣輸出功率的情況下,泵1.3.1水泵 的設(shè)計參數(shù)的流量與揚程成反比,即揚程低則流量大。如果泵13.1.1水泵的揚程 選擇類機械的設(shè)計點偏離了工作狀態(tài)點，則系統(tǒng)的運行泵的揚程計算是選擇泵的重要依據(jù),由管網(wǎng)系工況將偏離設(shè)計工況。統(tǒng)的安裝和操作條件決定,其示意圖如圖2所示。如圖3所示,曲線I為系統(tǒng)設(shè)計時管路的參考特冷卻塔性曲線,流量Qa是系統(tǒng)設(shè)計流量,在此流量下,管路.的設(shè)計阻力為Ha,即水泵的揚程為Ha,A點是系統(tǒng)，2|設(shè)計最佳運行工況點。選用A點所對應(yīng)流量和揚機餐程,使水泵的實際工作狀態(tài)點處于A點附近,其工作循環(huán)水聚效率最高。圖2循環(huán)水 泵流程示意圖Ho水泵揚程的估算公式為:h=D- S+hf1 +hf2(1)H\1式中:h為泵的設(shè)計揚程, mH20;D為排出幾何高度,m,此案中D=D1+D2=11.5 m;S為吸人幾何高度,m;hf1為總管沿程阻力損失,mH20;hf2為局部阻力損失,mH2O。ohy]= 2ALQ .(2)圖3特性曲線式中:A為摩阻率(查表);L為管道長度,m;Q為流經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)測與分析,管路阻力最小時的實際特量,m'/s。性曲線為HI,管路阻力比設(shè)計阻力小,水泵實際流量12=25號(3)為Qb,實際揚程為Hb,則水泵的實際工作點移至B點,水泵的實際揚程小于設(shè)計揚程,系統(tǒng)的水流量將式中:5為管路中局部壓力損失系數(shù)(查表);o為流大于額定流量。由于流量增大及水泵的工作效率下速,m/s;g為重力加速度。降,導(dǎo)致水泵的運行功率增大,能耗增加,造成能源根據(jù)系統(tǒng)中的高度、管道的阻力損失及現(xiàn)有的浪費。運行中雖可調(diào)節(jié)管路閥門開度改變管路特系統(tǒng)設(shè)計情況: D=5.3m、D2=6.2m、S=6.3m、hf1=性,使工作點接近A點,但管路阻力增大亦造成大量26.3m、hf2=3.2m,因此泵的設(shè)計揚程為h=34.7m(通的節(jié)流損失,所以A點并非系統(tǒng)實際的最佳工作點。過查表選擇揚程37m的泵)。以上現(xiàn)象表明,水泵特性與管路特性偏離,水泵1.3.1.2水泵的流量選擇設(shè)計為高揚程,實際是低揚程、大流量、低效率、高能循環(huán)水泵的設(shè)計流量以所冷卻設(shè)備需求作為選耗狀態(tài)下運行。說明設(shè)計時過于保守,對管道阻力擇依據(jù),汽輪機凝汽器工作冷卻水量為850m'/h,空計算取值過高,選型的水泵在實際運行時揚程、流量冷器及冷油器需冷卻水量為150m2/h左右,因此選.都大于實際需求值。并且冷卻塔出口余壓較高,超擇泵流量1 000 m'/h左右,銘牌上標記為1 030 m'/h,過需求值,完全屬于無效揚程。由于設(shè)計時對管道揚程為37 m。阻力估算偏大,導(dǎo)致選取的水泵揚程過大,造成富裕1.3.2水泵的實際參數(shù)的揚程換取流量增加,流量增加使得水泵噪音加大水泵的實際參數(shù)通過現(xiàn)場表計監(jiān)測為:揚程及水泵電機負荷加大,電流加大,發(fā)熱加大,之前水29.03 m,實際流量1 255 m2/h,泵的效率0.85,機械效泵實際運行功率的測量數(shù)據(jù)也驗證了此狀況。率0.8。1.5參數(shù)優(yōu)中國煤化工1.4 系統(tǒng)特性曲線分析通過以ICNMHG,管路特性曲在循環(huán)水系統(tǒng)中,泵類機械總是與特定的管路線II_上對應(yīng)設(shè)計流量Qa的C點,需要的揚程為Hc。82●中國有色冶金C卷企業(yè)之窗.啟 明星鋁業(yè)公司專欄表3改造后3"泵的運行功率表4技改前后循環(huán)水系統(tǒng)的記錄時間計時器電表讀數(shù)1 運行時間電量消耗平均功率水泵平均能耗對比_x50kWhh_____ /kWh_ /kW起始讀數(shù)451.8 1 329.8技改前實際功耗冬季(120d):2 臺泵運行145x2=290 kW2010-04-28 694.9 1 735.2243.1 20270 83.38實際功耗夏季(245d):3臺泵運行132x3=396 kW2010-06-08 1 430.65 2973.1735.75 61 895 84.13年用電3 163 680 kWh2010-08-05 2410.66 4629.1 980.01 82 800 84.49年電費.1 993118元2010-10-19 2543.94 4867.8 133.28 11935 89.55技改后實耗功率冬 季(120d):2臺泵運行92x2=184 kW平均.85.39實耗功率夏季(245d):3臺泵運行90x3=270kW非標泵，節(jié)省了大量后期調(diào)試費用、維護費用等,短2117 520kWh期內(nèi)即可收回投資。而且就水泵本身而言,嚴重偏1 334038元離設(shè)計運行工況點的舊水泵,如采用改變轉(zhuǎn)速的方節(jié)電效果年節(jié)電1 046 160kWh法調(diào)節(jié)工作點,水泵將會處在更低的效率下運行。年節(jié)約電費659 081元因此采用流體輸送高效節(jié)能技術(shù)開發(fā)高效節(jié)能的非節(jié)電率32.7%標泵值得推廣和應(yīng)用。說明.表中所用功率參數(shù)為4臺循環(huán)水泵實測平均數(shù),與前表引用[參考文獻]單臺泵實測參數(shù)略有出入。[1]宋儒將 等新型能源的開發(fā)探討J.能源工程, 2007,(2):18-22.[2] 張根珠等.循環(huán)水泵揚程的分 析[J].水泵技術(shù),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德利用鎳金屬在石墨中開鑿納米“隧道”德國卡爾斯魯爾技術(shù)研究院(KIT)和美國萊斯大學(xué)的科學(xué)家合作,利用鎳原子在石墨材料中成功“開鑿"出直徑為納米級別的“隧道”,有望為制備鋰離子電池高性能多孔石墨電極等提供新的技術(shù)手段。研究人員首先將金屬鎳納米顆粒引人石墨材料表面,然后在充滿氫氣的環(huán)境中進行快速加熱,金屬鎳納米顆粒的表面將起到催化作用,使石墨中的碳原子脫離晶體柵格,與氫原子結(jié)合成氣態(tài)的甲烷。在此過程中,金屬鎳納米顆粒在毛細管效應(yīng)作用下,將被“吸人”在石墨材料表面形成的微小“孔穴”中,并繼續(xù)催化化學(xué)反應(yīng)從而逐漸深人石墨材料內(nèi)部。這種納米“隧道”結(jié)構(gòu)具有廣泛的應(yīng)用前景,如通過這種工藝制備的多孔石墨材料作為鋰離子電池的電極材料,可大大縮短充電所需要時間;在醫(yī)藥領(lǐng)域,可用這種多孔石墨材料作為可長時間定向釋放藥品的載體。而如果用這種技術(shù)對與石墨具有相似的晶體結(jié)構(gòu)但不具有導(dǎo)電性能的材料(如氮化硼)進行加工,所形成的“隧道”結(jié)構(gòu)將可作為納米電子元件的支架材料,如新型的傳感器和太陽能電池單元等。中國煤化工MHCNMHG