過(guò)程系統阻力優(yōu)化技術(shù)在寶鋼煉鋼板換循環(huán)水系統的應用

2013年第23期NO.23.2013(總第266期)中國高新技術(shù)企業(yè)( CumulativetyNO.266 )τ_技術(shù)應用Iechnology Aplicalion過(guò)程系統阻力優(yōu)化技術(shù)在寶鋼煉鋼板換循環(huán)水系統的應用楊永利(浙江科維節能技術(shù)股份有限公司,浙江杭州310012)摘要:寶鋼不銹鋼有限公司2#煉鋼所屬煉鋼板換循環(huán)水系統通過(guò)對設備進(jìn)行技改、系統阻力優(yōu)化、泵站運行優(yōu)化,從提高設備運行效率及系統運行效率兩個(gè)大方面，為循環(huán)水系統提供有效的節能降耗。改造后系統節電率達到27.4% ,系統運行穩定。關(guān)鍵詞:循環(huán)水系統;系統阻力優(yōu)化;節能技改中圖分類(lèi)號: TF758文獻標識碼: A文章編號: 1009- 2374 ( 2013) 23- 0031- 021概述加能耗。流體輸送領(lǐng)域的泵類(lèi)裝置電力消耗巨大，據《中國大2.2 針對冷卻塔方面百科全書(shū).化工篇》所載，泵類(lèi)裝置所消耗的電量約占社( 1)冷卻塔換熱效能低下，增加泵送流量; (2)冷會(huì )總發(fā)電量的25%。目前我國流體輸送領(lǐng)域普遍存在低效卻塔風(fēng)機未能根據負荷及環(huán)境溫度，有效調節風(fēng)量。率、高能耗現象，與國際先進(jìn)水平比較存在較大差距。2.3針對泵站方面僅對泵組本身而言，《 節能中長(cháng)期專(zhuān)項規劃》(2505號文(1)水泵本身效率性能欠缺(或是長(cháng)期使用老化原件)明確指出，我國水泵平均設計效率75%，比國際先進(jìn)因)，水泵效率不高，泵組運行效率偏低; (2) 水泵存在水平低5個(gè)百分點(diǎn)，運行效率低20個(gè)百分點(diǎn)左右。較嚴重氣蝕現象，降低運行效率; (3) 泵站優(yōu)化設計及運冷卻循環(huán)水系統是泵類(lèi)裝置的主要應用領(lǐng)域之--，廣行管理均缺少必要的節能技術(shù)手段，導致運行模式不合理或泛應用于采暖、空調的冷熱媒介質(zhì)輸送，石油化工、鋼鐵未能按負荷變化(或天氣變化)有效調節流量，增加能耗。冶金、熱電、紡織化纖、生化制藥、機械電子、建材等行3循環(huán)水系統阻力優(yōu)化技術(shù)簡(jiǎn)介業(yè)的工藝換熱傳送，其能源浪費現象尤為嚴重。在將節能減排列人基本國策大背景下，泵類(lèi)裝置節能自然成為節能循環(huán)水系統阻力優(yōu)化技術(shù)，是按最佳工況運行原則,工作的重點(diǎn)。為此，科技工作者一方面致力于改進(jìn)泵結構從合理水送能耗指標的高度，從降低系統阻力、提高水泵設計以提高水力效率;另- -方面著(zhù)眼于系統的配置優(yōu)化和效率、調整合理流量三方面入手，建立專(zhuān)業(yè)水利數學(xué)模型運行優(yōu)化，從影響水泵能耗最根本三大要素(管路阻抗、和參數采集標準，通過(guò)檢測復核當前運行工況的參數和設備參數,準備判斷引起“高能耗”的各種原因,準確找到運行效率、輸送流量)人手,求得最佳節能效果。最佳工況，然后通過(guò)整改系統不利因素，并按最佳運行工2循環(huán)水系統運行引起高能耗的原因分析況參數定做高效節能泵替換目前處于不利工況、低效率運引起循環(huán)水系統高能耗原因主要有3方面13點(diǎn)，分別為行的水泵，降低“無(wú)效能耗”。通過(guò)測試或記錄當前供水管網(wǎng)、冷卻塔、泵站。流量、實(shí)際需要供水壓力，計算出管路阻力特性，按照正2.1針對管網(wǎng)方面常管路特性，提供與系統相匹配的高效節能泵。( 1 )換熱回收不充分或換熱網(wǎng)絡(luò )的冷卻器、加熱器布系統阻力優(yōu)化技術(shù)從系統優(yōu)化入手，技改方法可靠，置不合理，增加冷卻水量; (2) 局部冷卻器老化或結垢嚴節電潛力大，從以下兩個(gè)方面與其他節能技術(shù)有本質(zhì)差別:重致使換熱效能低下，形成瓶頸，增加泵送流量; (3) 設( 1)若不從系統優(yōu)化人手，僅通過(guò)變頻等調速手段計、改造或擴建不合理，致使管網(wǎng)各支回路的管路特性差或切割葉輪方式，不但會(huì )影響正常使用，而且節電潛力不異較大，管網(wǎng)水利失衡嚴重，增加泵送流量及抬升整體壓高。降低當前電動(dòng)機轉速及切割葉輪后，水泵效率均會(huì )下頭; (4) 運維不及時(shí)，管網(wǎng)存在局部堵塞或內漏現象，增降，流量減少。加能耗; (5) 管件阻力偏大,管網(wǎng)嚴重依賴(lài)閉閥調節，管(2)變頻器在部分生產(chǎn)負荷經(jīng)常亦化的過(guò)程中起調節網(wǎng)運行效率低，(6) 回水勢能未能充分利用，增加能耗;作用，其應用原中國煤化工成線(xiàn)性關(guān)系，(7)回水總管高位點(diǎn)真空度控制不合理，形成嚴重擾流或通過(guò)改變頻率降YHCNM H G的。針對單-非滿(mǎn)管流，增加能耗; (8) 處于大流量、低溫差運行，增使用變頻過(guò)程中，存在各種不足，具體分析如下:31表1煉鋼板換系 統阻力優(yōu)化前后工況對照表供水流量( m3/h )總管壓力( MPa)耗電統計(kW)阻力優(yōu)化前29570.404167.2+172.0+155.5=494.7運行3臺泵阻力優(yōu)化后29410.245164.6+ 170.9+ 152.7=488.2表2煉鋼板換 系統改造前后工況對照表供水流量( m2/h )總管壓力(MPa)備注改造前.164.6+170.9+ 152.7=488.2改造后0.260117.9+118.5+117.8=354.2表3 煉鋼板換系統改造前后節能收益對比改造前(kW )改造后(kW)節電率(%)年節電量(kW●h)耗電統計(運行3臺泵)488.254.27.45115.8萬(wàn)僅從流量人手，無(wú)法改變設備低效率運行，使用變頻泵尺寸調整基礎高度及進(jìn)出口變徑管等管道附件。降低電動(dòng)機轉速后，使原來(lái)設備運行效率處于更低狀況。4.2.4在原各 動(dòng)力柜內，安裝4套符合計量要求的電度對有兩臺或多臺水泵運行時(shí)，當改變其中一臺頻率表，用于技改前、后實(shí)耗功率的計量。時(shí)，功率有所降低，但另外一臺設備耗電功率將有所增4.2.5安裝 1套循環(huán)水能耗目標管理計量系統(帶累時(shí)加，整體節電率不高，對于較為復雜系統，起不到節電作器功能)用，常常發(fā)生“變頻- -變, 效果變差”現象。4.2.6水泵配套的Y 型電動(dòng)機不做改動(dòng)。變頻- .般在生產(chǎn)負荷比較大，如上午產(chǎn)能滿(mǎn)負荷、下4.3阻力優(yōu)化前后各項性能指標及耗電 量對比午產(chǎn)能只有一-半時(shí),有- -定的效果，當負荷比較穩定或相系統改造前先對系統進(jìn)行阻力優(yōu)化調整，調整前后參對穩定情況下，沒(méi)有必要通過(guò)安裝變頻器來(lái)解決，對冷卻數如表1所示。塔風(fēng)機可以采用開(kāi)啟風(fēng)機臺數調節用電量，也可以通過(guò)改從表1可以看出，系統阻力優(yōu)化前后，供水流量基本沒(méi)變風(fēng)扇葉片角度來(lái)實(shí)現風(fēng)機節能目的。有變化，說(shuō)明系統換熱效果也沒(méi)有變化，同時(shí)系統前后耗電量也基本沒(méi)有變化，系統阻力優(yōu)化的目的就是將系統調4項目應用 .整至技改后的設計參數運行。4.1項目背景寶鋼不銹鋼有限公司2#煉鋼所屬煉鋼板換供水泵4.4 系統改造前后各項性能指標及耗電量對比( B207)配置4臺185kW,主要供至4個(gè)板換熱器與其他系調試后通過(guò)更換4臺高效節能泵達到節能的目的，改造統的回水進(jìn)行換熱后至冷卻塔降溫，如此往復。常年運行3前后參數如表2所示。從表2可以看出，改造后系統各項指標不但大于改造臺水泵。目前的運行模式及管理方式較為合理，但仍存在前，且水泵耗電明顯低于改造前，系統節電效果顯著(zhù)。-定的優(yōu)化空間，經(jīng)浙江科維節能技術(shù)股份有限公司檢測4.5 節能收益分析分析，認為各循環(huán)水系統存在運行效率偏低的情況，表現從表3可以看出，改造后系統按照年運行3臺泵8640小如下: (1) 該運行系統存在管網(wǎng)特性與循環(huán)水泵本身性時(shí)計算，年節電收益達到115.8萬(wàn)度，節電效益非?？捎^(guān)。能不匹配的情況，流體輸送過(guò)程通過(guò)閉閥門(mén)的方式調節阻力，增加了部分無(wú)效能耗; (2) 循環(huán)水泵不在最佳工況點(diǎn)5結語(yǔ)運行，水泵實(shí)際運行效率遠低于額定效率; (3) 通過(guò)水泵循環(huán)水系統阻力優(yōu)化技術(shù)在寶鋼不銹鋼煉鋼板換系統水力模型優(yōu)化設計，能夠提高水泵固有效率。的應用，完全按照設計要求，改造前后不影響原有系統使4.2改造方案用效果，改造后系統運行穩定，達到了預期節電效果，創(chuàng )本著(zhù)不改變當前運行模式、不大量增加設備、不對系造了可觀(guān)的經(jīng)濟效益，在目前節能減排列人基本大國策的統產(chǎn)生任何影響的前提下，通過(guò)分析系統存在高能耗的原背景下，該技術(shù)的實(shí)施與推廣，為工況企業(yè)解決高能耗問(wèn)因，該系統通過(guò)優(yōu)化，只需要合計更換4臺高效節能泵，并題提供了新的解決辦法。。通過(guò)合理控制運行工況,達到節能降耗的目的。主要實(shí)施步驟如下:參考文獻4.2.1在更換高效 節能泵前，通過(guò)閥門(mén)調節或系統調1]陸亞俊.暖通空調[M].北京:中國建筑工業(yè)出版試等手段優(yōu)化管網(wǎng)結構。即先對系統的管網(wǎng)阻抗進(jìn)行調節社,2002.及運行參數進(jìn)行合理調整，達到系統初步優(yōu)化，仍確保原2]付祥釗.流體輸配管網(wǎng)[M].北京:中國建筑工業(yè)出有系統使用效果和循環(huán)水量,不運行設備的閥門(mén)應關(guān)閉。版社，2001.4.2.2在實(shí) 施管網(wǎng)系統優(yōu)化的同時(shí)，對泵站及生產(chǎn)裝3] 龍天渝中國煤化工建筑工業(yè)出版置的有關(guān)循環(huán)水參數進(jìn)行重新調整(需要雙方共同確定合社, 2002H理供水指標)[4] 林永輝.浙cNMHG司業(yè)務(wù)知識培4.2.3更換煉鋼 板換供水泵4臺,根據技改后高效節能訓資料.32