循环水泵节能改造

（桐庐南方水泥有限公司，浙江 桐庐 311500）

1 问题描述

桐庐南方水泥有限公司9 MW余热电站循环冷却水系统装备的循环水泵为单级双吸水平中开式离心泵，按两用一备工作制配备，3台循环水泵的性能参数见表1。

表1 循环水泵的性能参数

水泵通过变频控制器控制，根据凝汽器的真空度调节循环水流量大小，在余热电站满负荷运行时，2台循环水泵同时运行，平均运行频率约40 Hz，电机电流约310 A。水泵输入功率Pr=1.732 UIcosφ=1.732×380×310×0.9=183.6 kW；

根据循环泵厂家的标准参数，计算40 Hz运行频率下的对应参数，作出相应的流量-扬程曲线见图1。其中①是转速为1490 r/min的曲线。②是40 Hz运行频率（即转速1192 r/min）时的曲线。

根据现场测得的泵出口压力和水池水位计算得到泵的实际运行扬程为H=16 m，对应的水泵流量Q=1600 m3/h。计算实际水功率：P=1600×16/3.6×102=69.72 kW。

则水泵运行效率：η=P/P r=69.72/183.6=0.38×100%=38%。

由于泵在运行工况下实际转速仅为额定转速的80%，约为1184 r/min，水泵出口压力表显示实际扬程为额定扬程的57%，约为16.7～16.1 m，严重偏离额定性能点，致使泵组效率大幅度下降，增加了电能消耗。

2 解决方案

图1 流量-扬程曲线图

要提高设备的运行效率，关键要让水泵的性能与凝汽器循环水系统的管网特性相匹配，让水泵运行在高效率区域，我们根据平时设备运行中检测得到的数据，与设备制造单位取得联系，让水泵制造厂家根据我们的运行数据修改水泵设计参数，更换技术性能接近上述运行工况的水泵。经设计选型，确定选用卧式中开式离心泵。额定流量Q=1800 m3/h，扬程H=18 m，水泵设计效率为80%，配套电动机功率为132 kW。选用这样的水泵，装机功率降低了88 kW。我们先改造了3号泵做运行对比，检测其节能效果。

3 技改后实际运行（使用）状况

改造3号水泵后，在汽轮机负荷基本相同、真空度保持-95 kPa的工作条件下，未改造的1号和2号水泵同时运行的实际电流572 A，未改造的2号和改造后的3号水泵同时运行的实际电流约438 A。两者相比电流减少134 A，每小时节电P r=1.732 UIcosφ=1.732×380×134×0.9=79.4 kW。

为进一步鉴别，后又于4月11日、4月12日单独开未改造的1号水泵与改造后的3号水泵做8 h、5 h的对比试验，主要对比数据见表2（均取对比试验时间的平均值）。

表2 主要对比数据

开1台水泵时每小时节电P r=1.732 UIcosφ=1.732×380×（345-209）×0.9=80.6 k W。

4 进一步优化方案

目前只改造完成1台循环水泵，另外2台循环水泵将在适当时机实施改造。

5 效益分析

取开2台与开1台节电量的平均值80 kW，按年运行300天、日运行24 h、不含税电价0.60元/k Wh计算的年效益为：80×300×24×0.6=34.56万元。

项目改造投资为：设备费8.67万元+安装费0.7万元，合计9.37万元。按设备折旧年限12年直线法折旧、年收益率6%、所得税税率25%计算的年净收益为：34.56-（9.37/12+9.37×6%）×（1-25%）=24.91万元，静态投资回收期为0.38年。

6 总 结

根据我们的比较试验，在冬季开1台循环泵完全可以满足汽轮机正常工作所需的循环水冷却效果，我们认为选用更合适的水泵流量—扬程参数，通过运行参数（水泵运行频率）的调整，减少循环水流量的冗余，将会有更好的节能效果。我们将继续探索循环水泵的参数选择和运行模式的调整，使之达到最佳的节能效果。