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水泵的耗能及节能改造方案分析

时间:2016-07-28 10:38:07 来源:三昌泵业 点击:

        水泵广泛应用于工农业生产和居民生活的各个域,每年消耗在水泵机组上的电能占全总电耗的21%以上,在供水企业中占生产成本的30%-60%,在我公司水泵电耗占到全公司用电的40%-50%, 因此水泵的节能问题具有重要意义。因为在工业生产中广泛使用循环水泵,即水泵从水池中吸水,经换热设备后温度升高,通过冷却塔把热量散入空气中,降温后再回入水池,如此循环使用。下面则研究下循环泵的节能使用。
水泵节能方案
        水泵实际扬程H(Q,t)是流量Q 和时间t 的函数,它的大小同工艺要求和设备自身的调节能力有关,在带有调速装置的泵站系统中,通过调节水泵转速或开泵台数,H(Q,t)可以按照工艺要求(如管网特性要求,生产工艺的要求)提供。在没有调速装置的情况下,由于设备自身特性同工艺要求不匹配,泵输出的H(Q,t)也不定等于工艺要求的扬程,这样将有些富裕扬程被浪费,比如通过开关泵调节供水扬程时,水泵单耗与其出口流量、压力、效率有关。
        其轴功率(输入功率)可用下式计算:
        N=9.81×Q×H/η
        式中Q—循环水泵流量,m3/s;
        H—水泵扬程,m;
        η —效率,%。
        可见影响水泵轴功率N 大小,即水泵电耗高低的主要因素是出口流量Q、扬程H 以及泵效率。

      降低水泵电单耗的措施有以下几种方法:

        1、采用变频调速技术

        目前,变频器技术已很成熟,在市场上有很多内外品牌的变频器,这为变频调速供水提供了充分的技术和物质基础 。通过变频调速技术,改变水泵转速,从而改变水泵的供水流量,则不会存在富裕扬程,具有良的节能效果。我科委和经贸委在《中节能技术政策大纲》中把泵和风机的调速技术列为九五计划重点推 广的节能技术项目。我公司实行多泵并联恒压供水,其中台泵是变频泵,其余全是工频泵,可以实现恒压变量供水。

        2、循环水泵的合理配备

        根据生产工艺需要,循环水量是不断变化的,只靠变频调速装置有时还做不到合理用能,比如平均用水量1900 吨/小时,开两台1200 吨/小时的水泵在生产用量大时(大流量2500 吨/小时)达不到生产要求,只能开三台1200吨/小时的水泵,除带变频的台泵,另两台水泵的出口阀门只能开半,这时就只能采取扬程富裕的运行方式,虽然可以做到让阀后满足工艺要求,但阀前水泵提供的富裕扬程却被浪费了。为了使循环水泵运行方式经济合理,把台1200 吨/小时的工频水泵改为1500 吨/小时,这样只开1 台1200 吨/小时的变频泵和台1500 吨/小时的工频泵,实现大、小流量搭配,可根据季节变化和工艺要求,在保持合适的循环水的情况下,合理搭配不同流量的泵参与运行,节电效果很明显。

        3、减少水系统管路阻力损失

        水系统的管路阻力损失包括局部阻力损失(如阀门、弯头、变径等)和沿程阻力损失(管道)在运行中应使阀门全开,减少节流阻力损失,若存在富裕扬程则可以加变频器来省电。管路中的过滤器要经常清洗,换热器定期进行检查、清洗(下文有专门论述)等。

        4、改造冷却塔,加大温差

        冷却塔是在塔内使空气和水进行热质交换而降低冷却水温度底设备。冷却塔自塔从上而下喷淋成水滴,形成水膜,而空气在塔内由下向上或侧进入塔体向上排出,水与空气的热交换越好,水温降低得越多。采用旋转布水器,利用水的反冲力自动旋转布水,运转灵活,压降低,布水均匀。填料采用改性PVC 斜波片,水的再分配能力大,阻力小。在相同设备条件下,循环水温度越低则用水量越少,其相互关系如下图所示:

        5、改善循环水水质

        冷却水系统暴露于大气环境运行,在塔池中易滋生微生物和污垢,同时两系统均随着水中杂质离子的不断浓缩及温度的交替变化,将导致系统管壁结垢和腐蚀,可见水质所引起的问题主要有:腐蚀、结垢、污泥和微生物繁殖。恶化运行条件,使系统运行效率下降能耗上升,故障增加,维修工作量加大,大大缩短设备的使用寿命。进行水质稳定处理,正是要消除上述不良影响,我公司位于石庄,环境不太好,每年至少要清两次水池,每次池底都有25 ㎝的污泥。这些污泥进入系统中将恶化运行条件,增大沿程阻力损失。水温对用水量的影响水质的控制,实际上就是对水中杂质的控制。另外我公司有专门的水质化验人员,根据化验结果,通过向循环水加入杀菌剂和缓蚀剂来减少滋生微生物、延缓腐蚀速度。提高循环水的PH,通过提高氢氧根的浓度,可以抑制阴溶解氧的反应过程。从而使金属腐蚀速度大大降低。当然PH 值不可无限制的提高,般控制在7.8~9.0。

        6、换热器要及时清洗

        换热器是用来完成各种传热过程的设备,种类很多,是利用两种物料间大量的接触面积进行热交换,以完成冷却、冷凝、加热和蒸发等过程。据调查表明,90%以上的换热器都存在不同程度的污垢问题,污垢层的热阻要比金属大的多,传热系数降低,污垢还使传热管内径变小,阻力损失加大,从而增加了冷却水的用量并增加了换热器的维护成本、缩短了换热器使用寿命。在循环冷却水中,许多不锈钢换热器在使用中也经常发生腐蚀泄漏,腐蚀部位往往都是在换热器花板列管的周围,主要是由于冷却水中含有较高的氯化物。当使用的冷却水中含氯离子为45mg/L~90 mg/L 时,304、306 不锈钢都会发生应力腐蚀裂纹,当管壁温度在100℃以上时,就要特别注意应力腐蚀裂纹的发生。管壁的实际温度,常因局部水垢沉积,垢下部位传热不佳而升高,应力腐蚀裂纹往往在这些部位发生。

       除上述所讲的加强循环水水质的管理外,还要加强换热器的维护管理,定期进行检查、清洗,主要有以下措施:

        1)定期检查流量、压力和温度等参数,发现压力损失增加,说明管束内外有结垢或堵塞;如果换热温度达不到要求,也可能传热管内外壁产生了污垢,传热效果变差。
        2)通过低温流体出口取样,分析其颜色、比重、黏度等来检查管束的破环、泄漏清况。
        3)定期检查壳体内外表面的腐蚀和磨损情况,通常采用超声波测量仪或其它非破坏性测厚仪器,从外部测定估计会产生腐蚀、减薄的壳体部位。可根据换热器的形状、污垢种类选择机械、水力、化学等不同的清洗方法。

本文由三昌泵业编辑发布,如有各类型水泵询价需求,请联系客服:0731-83386200 / 18975130378(微信同号) / QQ:1513589723


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