循環(huán)水系統(tǒng)水泵及冷卻塔改造節(jié)能效果分析

藍(lán)鵬

（重慶賽迪冶煉裝備系統(tǒng)集成工程技術(shù)研究中心有限公司，重慶 401122）

循環(huán)水系統(tǒng)水泵及冷卻塔改造節(jié)能效果分析

藍(lán)鵬

（重慶賽迪冶煉裝備系統(tǒng)集成工程技術(shù)研究中心有限公司，重慶 401122）

主要針對某循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，根據(jù)水泵富余揚(yáng)程，通過對比改造水泵或改造冷卻塔兩種方案節(jié)能效果，分析得出改造水泵的節(jié)能效果更明顯。

循環(huán)水系統(tǒng)；冷卻塔；節(jié)能；對比

1 前言

在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計過程中，由于存在系統(tǒng)管路變化、設(shè)備水頭損失不準(zhǔn)確等變量因素，往往無法準(zhǔn)確計算系統(tǒng)阻力損失，所選擇水泵揚(yáng)程偏大，從而造成系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行工況與設(shè)計存在偏差，水泵偏離工況點(diǎn)運(yùn)行，水泵出口閥門憋閥運(yùn)行等情況。水泵富余揚(yáng)程被消耗于閥門上或因?yàn)樗闷x工況點(diǎn)造成能量的浪費(fèi)。循環(huán)水系統(tǒng)的改造方式有兩種：一是更換與系統(tǒng)阻損相匹配的水泵，二是改造冷卻塔風(fēng)機(jī)，利用水泵富余揚(yáng)程直接上塔并利用此部分動能驅(qū)動水輪風(fēng)機(jī)運(yùn)行從而取消原有電動風(fēng)機(jī)。兩種方式節(jié)能優(yōu)劣存在爭議，下面筆者針對某循環(huán)水泵站運(yùn)行現(xiàn)狀對兩種改造方式節(jié)能效果進(jìn)行對比分析。

2 水泵改造分析

一般認(rèn)為在不改變循環(huán)水系統(tǒng)水用戶需求水量和壓力的前提下更換與系統(tǒng)更為匹配的水泵是簡單有效的方式。改造前水泵出口壓力0.22 MPa，水泵憋閥運(yùn)行，閥門開度24°，閥后壓力0.12 MPa。0.1 MPa的水泵富余揚(yáng)程被消耗在閥門上。現(xiàn)對水泵及電機(jī)進(jìn)行更換，保證水泵在閥門全開的情況下能滿足系統(tǒng)流量，水泵出口壓力達(dá)到0.12 MPa。

根據(jù)離心泵軸功率（N）及電耗（W）計算式得出：

改造前：

式中為水的密度取1000 kg/m3，水泵效率值取η=η1=0.75，電機(jī)效率值取η2=0.95。

更換前后耗電量情況見表1。

表1 改造前后水泵耗電量表

從表1可以看出更換水泵后，系統(tǒng)總功率降低了103.2 kW。

3 冷卻塔改造分析

冷卻塔風(fēng)機(jī)改為水輪風(fēng)機(jī)后，由冷卻塔進(jìn)水直接驅(qū)動風(fēng)機(jī)，驅(qū)動冷卻塔水輪風(fēng)機(jī)的最低進(jìn)水水頭為0.10 MPa。本循環(huán)水系統(tǒng)的富余揚(yáng)程可以滿足改造條件。將現(xiàn)有冷卻塔電動風(fēng)機(jī)全部修改為水輪機(jī)，水泵出口閥門全開，富余揚(yáng)程驅(qū)動水輪風(fēng)機(jī)工作。已知單臺冷卻塔處理水量2800 m3/h，風(fēng)機(jī)直徑8 m，風(fēng)機(jī)額定功率95 kW，電壓380 V，運(yùn)行電流182 A，功率因素0.8。

冷卻塔改造前后耗電量情況見表2。

表2 改造前后冷卻塔耗電量表

從表2可以看出冷卻塔電動風(fēng)機(jī)更換為水輪風(fēng)機(jī) 后，系統(tǒng)總功率降低了96 kW。

4 結(jié)語

從以上分析可得出，在水泵富余水頭剛好滿足冷卻塔水輪風(fēng)機(jī)驅(qū)動條件下，改造水泵節(jié)能效果優(yōu)于改造冷卻塔水輪風(fēng)機(jī)，在水泵富余水頭更大的情況下，改造水泵的節(jié)能效果更為明顯。因此，在循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能改造中，改造水泵是優(yōu)先的選擇。[1]姜乃昌，泵與泵站（第五版）[M]，北京：中國建筑工業(yè)出版社.2007.

表1 過濾器濾料級配調(diào)整對比表

通過濾料級配調(diào)整，過濾器出水懸浮物明顯降低，油含量基本與調(diào)整前持平。兩臺過濾器運(yùn)行15天后，根據(jù)評價結(jié)果對其他過濾器按照新級配進(jìn)行了濾料更換。

4.3.3 改變介質(zhì)過濾器反洗方式，提高反洗效果。原過濾器反洗方式存在缺陷，導(dǎo)致反洗不徹底，通過改變反洗方式在氣洗前先對過濾器進(jìn)行排水操作，將過濾器液位降至進(jìn)水口以下，一方面使得自動排氣閥自動復(fù)位后使得氣洗時排氣通暢，另一方面將液位下降至進(jìn)水口以下杜絕氣洗時濾料跑出。經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)確定排水時間為2 min。

4.3.4 調(diào)整過濾器反洗強(qiáng)度。過濾器經(jīng)過排水和氣洗，開始水氣混合洗時先啟動一臺反洗水泵，水量控制在250～280 m3/h之間，反洗15 min后，關(guān)閉壓縮空氣，啟動第二臺反洗水泵，反洗水量控制在550～650 m3/h，反洗時間20 min。反洗出水水質(zhì)清澈后結(jié)束反洗，過濾器投入運(yùn)行。

4.4 調(diào)整二冷水運(yùn)行方式及日常管控

經(jīng)與用戶聯(lián)系，在停澆時不停二冷水供水或者短時間停水，其他時間通過沖渣管道將水排至沖渣溝后回旋流井，減少二冷水在吸水井、管道內(nèi)的沉積時間，避免停機(jī)后再次開機(jī)時沉積物集中隨水流進(jìn)入濾網(wǎng)造成濾網(wǎng)堵塞。此外，為加強(qiáng)崗位對水質(zhì)管控、調(diào)整使供水水質(zhì)進(jìn)一步得到穩(wěn)定控制，為崗位配發(fā)濁度儀，每兩小時對供水濁度進(jìn)行一次檢測，出現(xiàn)較大波動時及時分析調(diào)整；對每臺介質(zhì)過濾器出水每日進(jìn)行一次濁度檢測及反洗跑料情況檢查，保證介質(zhì)過濾器出水濁度控制在2 NTU以內(nèi)，單臺介質(zhì)過濾器出現(xiàn)問題及時進(jìn)行停運(yùn)檢修。

5 效果

自從2013年2月至5月期間對連鑄機(jī)二冷水系統(tǒng)開始逐步實(shí)施改進(jìn)方案，連鑄二冷水已得到很大改善優(yōu)化后同期，6月份對比濁環(huán)水水質(zhì)懸浮物懸浮物指標(biāo)明顯下降，含油量也有所下降。對策實(shí)施前水中懸浮物平均約為25.67 mg/L，油平均約為2.78 mg/L，對策實(shí)施后懸浮物平均約為14.95 mg/ L，油平均約為2.23 mg/L。通過定修時，拆噴嘴濾網(wǎng)觀察，濾網(wǎng)內(nèi)黑色物質(zhì)已明顯減少。在各項措施實(shí)施后，7#、8#連鑄機(jī)噴嘴及濾網(wǎng)堵塞頻次已大大降低，大面積噴嘴堵塞現(xiàn)象已不再發(fā)生。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]徐升，沿海鋼鐵廠連鑄二冷水噴嘴堵塞原因分析與對策[J]冶金動力2013,160(6),52-56.

[2]肖波，潘麗梅 連鑄二冷水噴嘴堵塞故障的防止 [J]冶金動力, 2013,157(3),70-75.

[3]李英，俞英，連鑄二冷水噴嘴堵塞原因分析與對策[J]武鋼科技2008,46(6),41-45.

收稿日期：2013-11-25

作者簡介：陳治國（1964-），男，2006年7月蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)，高級工程師，，現(xiàn)從事鋼廠工業(yè)水系統(tǒng)管理及技術(shù)工作。

A Com parative Analysis on the Energy Saving Effect of Modification of Pump and Cooling Tower in Circulating Water System

LAN Peng
(Chongqing Saidi Metallurgical Equipment Integration Engineering Technology Research Center,Chongqing 401122,China)

Through comparative analysis of the energy saving effects of pump modification and cooling tower modification based on the operation characteristics of the circulating water system and surplus pump lift,it was concluded that pump modification would bring better energy saving results.

circulating water system;cooling tower;energy saving;comparison

TQ085

B

1006-6764（2014）03-0057-02

2013-12-11

藍(lán)鵬（1986-），男，大學(xué)本科，給排水助理工程師，現(xiàn)從事給排水設(shè)計工作。