循环水系统能效优化分析

周文启，吕晓梅

（江苏禾友化工有限公司，江苏宿迁 223809）

0 引言

江苏禾友化工有限公司（以下简称禾友公司）目前具备200kt/a合成氨，联产80kt/a联醇的生产能力。2007年，禾友公司合成氨生产系统实现两水闭路循环，即造气污水循环系统和碳化、合成氨工艺水循环系统。循环水泵电机启动方式采用直接启动，系统压力为0.4MPa，从运行来看，存在较大富余空间，阀门开启度有20%~80%左右，阀门对水有阻挡作用，多消耗系统能量。根据禾友公司的生产负荷，江苏恒丰劲力节能科技有限公司对循环水系统进行了测试检测，经过科学论证，拿出对循环水系统节能改造方案，禾友公司决定实施这一方案。

1 循环水系统运行状况

1.1 造气污水冷却水循环水系统

造气循环水冷却水泵为160 kW两台（一用一备），电机额定功率160kW，额定电流287A，功率因数0.89，额定转速1480r/min，水泵转速1450 r/min，水泵额定流量1000m3/h，扬程40m，电机运行电流210A，阀门开度80%，运行压力0.4MPa，其系统实际供水高度为25m，系统末端有二次阀门控制，各用水部门根据需要控制水量，电机启动方式为自耦降压启动。

热水泵为132kW两台（一用一备），电机额定功率132kW，额定电流239A，功率因数0.89，额定转速1480 r/min，水泵转速1450 r/min，水泵额定流量1000m3/h，扬程30m，电机运行电流195A，考虑到后续可能再建冷却塔，上水泵配置留有非常大的余量空间，目前水泵出水阀开度（闸阀）仅10%~20%左右，水泵憋泵情况较为严重，电机启动方式为自耦降压启动。

1.2 碳化循环水系统

冷却水系统配有7#、8#两台水泵电机（一用一备），额定功率90kW的水泵电机，额定电压380V，闸阀开度60%，压力为0.3MPa，实际运行电流75A、85A。实际供水高度不超过20m。

热水系统配有9#、10#两台水泵电机（一用一备），额定功率90kW的水泵电机，闸阀开度50%，实际电流分别为90A，该系统存在明显富裕量，其工艺要求保证冷却塔水池液位平衡。可考虑对其中一台90kW电机进行改造。

1.3 合成氨循环水系统

冷排冷却水系统共配备15台水泵电机，其中冷水泵6台，执热水泵9台。

其中冷水泵1#、2#、3#水泵功率为90kW，流量为792m3/h，扬程32 m，转速为1450r/min，配用电机功率为90kW ，电压380V，转速为 1485r/min。4#、5#、6#水泵功率，为 75kW，流量为400 m3/h，扬程32 m，转速为1450 r/min。以上水泵正常是一用一备，所有水泵管网并联，其阀门一旦设制好基本不动，以保持整个水系统流量平衡，现场看各阀门均未全开，开度在50%~60%之间。

热水系统为11#~19#，共配备9台水泵电机，其中11#~15#为45kW，开3台备2台。16#水泵为132kW ，17#~19#为 90kW（2用台备2台）。由于水泵配备情况较多样，系统的压力需求在0.35MPa，现实际压力为0.4MP，但从现场情况看，其阀门均未全开，存在一定的节能空间。

2 循环水系统节能技术改造方案

本次技术改造是在满足正常生产负荷前提下，充分利用大气压力设计量身定做与系统相匹配的高效节能设备。

2.1 造气污水冷却水循环水系统

拆除上塔1台热水泵电机，更换成1台劲力高效节能水泵，重新匹配变频调速电机，保持全年运行。

2.2 碳化循环水系统

拆除1台热水泵和1台冷水泵电机，更换成高效节能水泵，重新匹配变频调速电机，全年正常运行。

2.3 合成氨循环水系统

表1 技改前、后各台循环水泵电耗

拆除2#、4#、5#水泵换成高效节能水泵，重新匹配变频调速电机，保持全年运行。

拆除16#、17#、18#水泵，更换成高效节能水泵，重新匹配变频调速电机，保证全年运行。

3 技改效果

循环水系统实行节能技术改造于2013年2月开始，至4月15日结束，调试时间15天后转入正常运行。技改后，循环水系统实现了长周期稳定运行，提高设备运行效率，解决原系统设备偏离设计工况运行等问题。在更换后的系统上增加计时和能耗计算系统，以便及时掌握电耗。技改前、后各台循环水泵电耗如表1所示。

4 经济效果

表1中所测数据本期为2013年5月7日至2013年8月13日，总计天数99天，于改造前同期相比，节能量为789032.52kWh。节能量单价按0.56元/kWh计，节能经济收入为79032.52×0.56=44.18万元。全年生产运行按照333天计算，经济效益收入为148.6万元。

5 结语

本次合成氨循环水泵电机节能技术改造9台套，运行稳定，经过改造前后实际节能量对比节能效果显著，年节约经济收入达148万元。