三元流節能技術(shù)在循環(huán)水泵的應用分析

第40卷第9期廣州化工Vol. 40 No.92012年5月Guangzhou Chemical IndustryMay. 2012三元流節能技術(shù)在循環(huán)水泵的應用分析楊明，曹原原(中國石油化工股份有限公司洛陽(yáng)分公司，河南洛陽(yáng)471012)摘要:介紹了中石化洛陽(yáng)分公司循環(huán)水系統設備的運行現狀,并在能源利用方面進(jìn)行了詳細分析,指出存在的不合理現狀，重點(diǎn)介紹了對在循環(huán)水泵上使用三元流技術(shù)的可行性進(jìn)行了探討,提出改進(jìn)方案,并就方案實(shí)施后帶來(lái)的經(jīng)濟效益進(jìn)行了初步的估算。關(guān)鍵字:循環(huán)水;泵;三元流;分析;節電中圖分類(lèi)號:TH3文獻標識碼:A文章編號:1001 - 9677(2012)09 -0193 -02Application Analysis of Ternary - flow Energy Saving Technologyin the Circulating Water PumpYANG Ming, CAO Yuan - yuan(Luoyang Branch, Sinopec ，Henan Luoyang 471012, China)Abstract: The running status quo of water circulating system in Luoyang Branch, Sinopec ，was introduced, the en-ergy application was analyzed in detail, and the prespnt unreasonable situation was pointed out. The feasibility of ternary-flow technology in the circwlating water pump was mainly explored , the improvement scheme was put forward, and the e-conomic benifit brought by the implementation of the scheme was estimated preliminarily.Key words: circulating water; pump; ternary - flow ; analysis; power saving中石化洛陽(yáng)分公司(下面簡(jiǎn)稱(chēng)分公司)建有四座循環(huán)水場(chǎng)(分別簡(jiǎn)稱(chēng):- -循、三循、化循和五循)。一循擁有涼水塔11間,循環(huán)水泵8臺,供水能力為29500 m'/h,主要為- -聯(lián)合、三聯(lián)合、空壓、油品、氣體裝置提供冷卻用循環(huán)水。三循擁有涼水塔4間,循環(huán)水泵8臺,供水能力為13600 m’/h,主要為二聯(lián)合、四聯(lián)合裝置提供冷卻用循環(huán)水?；瓝碛袥鏊?間，循環(huán)水泵8臺,供水能力為28000 m'/h, 主要為芳烴聯(lián)合裝置、精對苯二甲酸等化工裝置提供冷卻用循環(huán)水。五循擁有涼水塔2間,循環(huán)Q.(QJ0.Q水泵3臺,供水能力為8000 m'/h,主要為冷凍站、合纖公司提供冷卻用循環(huán)水。2.負而變化引起的高能耗3.合理能耗目前環(huán)境污染嚴重,全球能源緊張,我國“十二五”期間單位圈1耗能分布 曲線(xiàn)國內生產(chǎn)總值能源消耗降低16%的節能目標，分公司也面臨2012年扭虧為盈翻身仗的大目標，而泵的耗電量約占循環(huán)水系這里以供水化循站為例,化循正常生產(chǎn)時(shí)共5臺泵全天候統總用電量夏季的70% ,冬季的95% ,供水車(chē)間主要設備為循環(huán)運行,五泵出口總管壓力0. 49 MPa,總管流量為20000 m'/h。其水泵,并且介質(zhì)單一,對供水車(chē)間增上節電項目,降低綜合能耗中兩泵是7*和8*泵,另三臺為新泵,其中兩臺銘牌參數為流量勢在必行。5800 m'/h、揚程47 m,一臺流量5500 m/h、揚程47 m。1運行現狀7*泵人口和出口閥全開(kāi),實(shí)際流量約為Q =3220 m'/h,揚程約49 m,電機運行電壓U=6280 V,實(shí)際電流le =68 A,cos0 =通過(guò)調查,目前循環(huán)水系統存在的主要問(wèn)題是:多開(kāi)泵,循0. 82 ,循環(huán)水密度1.0中國煤化工時(shí)電機實(shí)際輸環(huán)水量有富余;少開(kāi)又不足,車(chē)間解決辦法是,部分水泵的出口人功率為:CNMHG閥關(guān)小卡量,降低水泵的運行效率,這樣就導致泵做了足量的P=/3xUxIx cosyu=1uoux0o xu.OL =606.5 kW功,卻沒(méi)有達到設計的效果,從而增加了電單耗。合理耗能分布曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。作者簡(jiǎn)介;楊明( 1980 -),女,助理I程師,2005年畢業(yè)于河南工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè).獲得學(xué)士學(xué)位,進(jìn)入中石化洛陽(yáng)分公司,- - 直從事循環(huán)水:技術(shù)工作。19廣州化工2012年5月機組效率:水泵殼體尺寸條件下，局部改善葉輪的前后蓋板和蝸殼內部的η機組=二egQH _ 1. 000 x9.8 x3220 x49 ,x 100% =70.8%形態(tài),減小流動(dòng)損失,提高水泵效率。3600 x606. 5水泵效率:3效益分析η聚=77%通過(guò)上述分析可看出,7°泵實(shí)際運行效率偏低,長(cháng)期處于低通過(guò).上述分析可看出,7"泵實(shí)際運行效率偏低,如經(jīng)全三元節能技術(shù)改造,其泵效率η菜敗=85%,考慮各種損失因素,機組效區運行,電耗較高,經(jīng)濟性差,需進(jìn)行節能改造。實(shí)際效率7機組改≥78.2% ,電機輸人功率:2循環(huán)水泵應用三元流技術(shù) 可行性分析. p._ Pa_ egQH = 1.000x9.8x3220x49 = 549 2kW7機組改η7楓組3600 x0.782為了在改動(dòng)最小的情況下,實(shí)現節能效果最大化,在不改變改造后每小時(shí)節電量:原機組結構的前提下,將應用全三元節能技術(shù)改造后的葉輪換Pq=P-P改=606.5 -549.2=57.3 kW裝于目標泵體內,真正實(shí)現了省時(shí)、省力高效、節能的目標。節電率:全三元水泵節能技術(shù)主要是依據三元流動(dòng)理論和旋渦動(dòng)力，=善-57.3 -9.4%學(xué),以CFD技術(shù)為基礎,對水泵葉輪內部流動(dòng)特性進(jìn)行深入分析606. 5研究,并設計出符合葉輪內部真實(shí)流動(dòng)狀態(tài)的葉片形狀,其葉片7"泵按年運行8400小時(shí)計，則年節電量為:71.5 x8400=的空間曲面能夠控制葉輪內部全部流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布,以達48.13萬(wàn)度,電價(jià)按0.56元/度計算,年經(jīng)濟效益為48. 13 x0. 56到高效節能的目的。因此,應用三元流動(dòng)理論設計的葉輪,換裝=26.95萬(wàn)元。在水泵內,就等于換裝了一臺新型高效率的水泵,可以使水泵的參照7泵改造后的預期節能效果,如將另-臺同型號的8*運行效率得以顯著(zhù)提高。泵進(jìn)行同樣的節能改造,則7*和8*泵兩機組年共節電:57.3x目前,對水泵葉輪設計采用國際上最前沿的泵水力性能解8400 x2 =96. 26萬(wàn)度,年經(jīng)濟效益:96. 26 x0.56 =53.91萬(wàn)元。決方案,其設計方法是全三元粘性正問(wèn)題計算與反問(wèn)題設計迭4結論代法(簡(jiǎn)稱(chēng)全三元設計法)。全三元粘性正問(wèn)題計算是指,根據水泵葉輪和泵體等過(guò)流部件的幾何尺寸,形狀特征及流體進(jìn)出通過(guò)以上分析可看出,三元流理論成熟,運用該技術(shù)進(jìn)行循口條件,應用全三元CFD理論和技術(shù)直接求解泵內流場(chǎng)的特征環(huán)水泵葉輪改造是可靠的,分公司供水系統采用三元流技術(shù)在參數(2]。反問(wèn)題設計是指,根據實(shí)際運行需要的流量、揚程、功工藝上是可行的,項目實(shí)施投資回收期短、技術(shù)改造改動(dòng)量也率效率等工況參數,以及流動(dòng)控制邊界條件等要素,設計出水小，如果分公司供水系統循環(huán)水泵大量采用三元流技術(shù)后,則可泵葉輪和蝸殼等過(guò)流部件的幾何尺寸和形狀,從而實(shí)現對給定有效降低分公司工業(yè)綜合能源消費量,為公司平穩、健康、可持內流動(dòng)特征的控制。續發(fā)展及響應國家節能減排號召助力。經(jīng)上述方法設計出的全三元葉輪的特點(diǎn)是運行平穩、高效、必須汽蝕余量低。在改造過(guò)程中,我們分析研究水泵實(shí)際運行參考文獻工況，對低效率葉輪的葉片形狀、葉片進(jìn)出口幾何尺寸、葉輪前1] 劉殿魁.離心泵內具有射流-尾跡模型的三元流動(dòng)計算[J].工程后蓋板幾何形狀等要素進(jìn)行分析研究。改進(jìn)的重點(diǎn)在于根據葉熱物理學(xué)報,1986,7(1):5 -6.輪內部流動(dòng)特性的要求,對葉片的進(jìn)出安放角、葉片數、扭曲葉[2]沈陽(yáng)水泵研究所 、中國農機院合編,葉片泵設計手冊[M].北京:機片各截面形狀等要素進(jìn)行修正,從而避免葉片工作面的流動(dòng)分械工業(yè)出版社,1983,32 -33.離,減少流動(dòng)損失,提高葉輪的工作效率”]。另外,葉輪的前后3] (美)卡拉?？?泵手冊(第三分冊) :泵的應用[ M ].北京:機械工蓋板的形狀也將直接影響葉輪內的流動(dòng)的狀態(tài),我們在不改動(dòng)業(yè)出版社, 1984:12 - 14.(上接第186頁(yè))分證明以上對策有效保護Pd/C催化劑,挖掘其最大使用潛能,[3] 沈呂寧,毛文麟.鈀/炭催化劑失活的原因[J].石油化工, 1991 ,20實(shí)現經(jīng)濟效益最大化是效果顯著(zhù)的。(4):234 -237.[4]熊大方. Pd/C催化劑表面沉積物的熱分析[J].石油化工,1994,23(11) :740 - 746.[$]孫靜 珉.聚酯工藝[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1985 :299.1]美國 Engelhard公司. PTAP/C催化劑技術(shù)交流資料[ C] ,1982.[2]張永福. 對苯二甲酸精制催化劑(Pd/C)的微觀(guān)分析研究[J].催化報, 1989 ,10(3):237 -243.中國煤化工MHCNMH G .