某选厂循环水泵节能降耗研究与应用

吴 晨 曾 莉

（1.河北钢铁集团司家营研山铁矿有限公司；2.河北钢铁集团矿山设计有限公司）

司家营铁矿选矿厂次净水泵系统共有315 kW循环水泵6台（2用4备），净水泵系统共有75 kW循环水泵4台（2用2备），浊环水泵系统共有200 kW循环水泵6台（2用4备），3个系统常年运行，工况稳定。为响应国家节能减排号召，提高能源利用效率，决定对循环水泵进行优化改造，从而提高设备的工作效率，降低生产成本消耗［1］。

1 循环水系统运行参数

司家营铁矿选矿厂循环水泵运行参数见表1。

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2 流体高效输送节能技术原理

在流体输送系统中，流体输送设备总是与指定的管道相连接，对应的工作状态点由输送设备性能曲线与管道特性曲线共同决定［2］。如果设计点与工作状态点不符，偏差较大，容易造成系统运行工况与前期设计工况偏离，最终导致设备运行效率大幅降低，能源消耗大量提升。

以水泵为例，图1为节能技术原理图，A点为初期设计水泵工况点，其流量为QA、扬程为HA、水泵轴功率为NA、水泵效率为ηA。现场通过测量可得，实际工况点为C，其流量为QC、扬程为HC、水泵轴功率为NC、水泵效率为ηC。

通过实测工况，分析造成高能耗的原因并进行优化设计，满足水系统要求水流量的C’点为水泵运行的最佳工况点。按最佳工况点选择水泵取代原系统安装的水泵。技改泵的运行工况流量为QC、扬程为HC'、水泵轴功率为NC'、水泵效率为ηC'。图中，0、QC、C、HC所围成的区域为原设计水泵运行的能耗，0、QC、C'、HC'所围成的区域为采用高效泵运行后的能耗，两者之差即为节约的能耗。

3 循环水泵节能改造方案

流体高效输送技术是迄今为止较为优秀的节能技术手段，从优化系统着手，以最佳工况运行、最合理能耗为指导方向，从而解决系统存在的低效率、高能耗的技术问题［3］。通过一系列的研究讨论，计划采用流体高效输送技术，针对循环水泵设备现状进行分析，再结合管道流体力学特性，在满足系统工艺生产要求的基础上制定出循环水泵节能改造方案。调整目前存在的各种不利因素，按照最佳运行工况的各项参数，量身定做“高效节能泵”替代现有水泵，确保技改后水泵达到最佳的节能效果［4-5］。技改方案如下：

（1）选矿厂次净水泵由原运行2台315kW泵改成2台185kW节能泵。

（2）选矿厂净水泵由原运行2台75kW泵改成2台55kW节能泵。

（3）选矿厂浊环水泵由原运行2台220kW泵改成2台132kW节能泵。

如装置运行负荷发生改变，可根据实际需求调整循环水循环量。技改后循环水泵供水流量不低于原泵实际供水量，系统供水压力满足工艺指标需求。该方案依据现场数据设计，若装置负荷变化频繁或波动幅度过大，该方案提供的设计方案及预计节电率将做出相应调整。

4 节能效果及效益分析

通过节能技改，在满足目前生产工艺需求的前提下，选矿厂次净水泵节能40%，选矿厂净水泵节能20%，选矿厂浊环水泵节能27%。该选厂循环水泵运行统计测算结果见表2。

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5 结论

某选矿厂通过循环水泵节能改造，改造后的节能水泵在满足生产运行的前提下，大幅提高了设备工作效率，降低了电耗，为企业节能减排、挖潜增效做出了巨大贡献，经济效益显著。