循環水系統能效優化分析

周文啟，呂曉梅

（江蘇禾友化工有限公司，江蘇宿遷 223809）

0 引言

江蘇禾友化工有限公司（以下簡稱禾友公司）目前具備200kt/a合成氨，聯產80kt/a聯醇的生產能力。2007年，禾友公司合成氨生產系統實現兩水閉路循環，即造氣污水循環系統和碳化、合成氨工藝水循環系統。循環水泵電機啟動方式采用直接啟動，系統壓力為0.4MPa，從運行來看，存在較大富余空間，閥門開啟度有20%~80%左右，閥門對水有阻擋作用，多消耗系統能量。根據禾友公司的生產負荷，江蘇恒豐勁力節能科技有限公司對循環水系統進行了測試檢測，經過科學論證，拿出對循環水系統節能改造方案，禾友公司決定實施這一方案。

1 循環水系統運行狀況

1.1 造氣污水冷卻水循環水系統

造氣循環水冷卻水泵為160 kW兩臺（一用一備），電機額定功率160kW，額定電流287A，功率因數0.89，額定轉速1480r/min，水泵轉速1450 r/min，水泵額定流量1000m3/h，揚程40m，電機運行電流210A，閥門開度80%，運行壓力0.4MPa，其系統實際供水高度為25m，系統末端有二次閥門控制，各用水部門根據需要控制水量，電機啟動方式為自耦降壓啟動。

熱水泵為132kW兩臺（一用一備），電機額定功率132kW，額定電流239A，功率因數0.89，額定轉速1480 r/min，水泵轉速1450 r/min，水泵額定流量1000m3/h，揚程30m，電機運行電流195A，考慮到后續可能再建冷卻塔，上水泵配置留有非常大的余量空間，目前水泵出水閥開度（閘閥）僅10%~20%左右，水泵憋泵情況較為嚴重，電機啟動方式為自耦降壓啟動。

1.2 碳化循環水系統

冷卻水系統配有7#、8#兩臺水泵電機（一用一備），額定功率90kW的水泵電機，額定電壓380V，閘閥開度60%，壓力為0.3MPa，實際運行電流75A、85A。實際供水高度不超過20m。

熱水系統配有9#、10#兩臺水泵電機（一用一備），額定功率90kW的水泵電機，閘閥開度50%，實際電流分別為90A，該系統存在明顯富裕量，其工藝要求保證冷卻塔水池液位平衡。可考慮對其中一臺90kW電機進行改造。

1.3 合成氨循環水系統

冷排冷卻水系統共配備15臺水泵電機，其中冷水泵6臺，執熱水泵9臺。

其中冷水泵1#、2#、3#水泵功率為90kW，流量為792m3/h，揚程32 m，轉速為1450r/min，配用電機功率為90kW ，電壓380V，轉速為 1485r/min。4#、5#、6#水泵功率，為 75kW，流量為400 m3/h，揚程32 m，轉速為1450 r/min。以上水泵正常是一用一備，所有水泵管網并聯，其閥門一旦設制好基本不動，以保持整個水系統流量平衡，現場看各閥門均未全開，開度在50%~60%之間。

熱水系統為11#~19#，共配備9臺水泵電機，其中11#~15#為45kW，開3臺備2臺。16#水泵為132kW ，17#~19#為 90kW（2用臺備2臺）。由于水泵配備情況較多樣，系統的壓力需求在0.35MPa，現實際壓力為0.4MP，但從現場情況看，其閥門均未全開，存在一定的節能空間。

2 循環水系統節能技術改造方案

本次技術改造是在滿足正常生產負荷前提下，充分利用大氣壓力設計量身定做與系統相匹配的高效節能設備。

2.1 造氣污水冷卻水循環水系統

拆除上塔1臺熱水泵電機，更換成1臺勁力高效節能水泵，重新匹配變頻調速電機，保持全年運行。

2.2 碳化循環水系統

拆除1臺熱水泵和1臺冷水泵電機，更換成高效節能水泵，重新匹配變頻調速電機，全年正常運行。

2.3 合成氨循環水系統

表1 技改前、后各臺循環水泵電耗

拆除2#、4#、5#水泵換成高效節能水泵，重新匹配變頻調速電機，保持全年運行。

拆除16#、17#、18#水泵，更換成高效節能水泵，重新匹配變頻調速電機，保證全年運行。

3 技改效果

循環水系統實行節能技術改造于2013年2月開始，至4月15日結束，調試時間15天后轉入正常運行。技改后，循環水系統實現了長周期穩定運行，提高設備運行效率，解決原系統設備偏離設計工況運行等問題。在更換后的系統上增加計時和能耗計算系統，以便及時掌握電耗。技改前、后各臺循環水泵電耗如表1所示。

4 經濟效果

表1中所測數據本期為2013年5月7日至2013年8月13日，總計天數99天，于改造前同期相比，節能量為789032.52kWh。節能量單價按0.56元/kWh計，節能經濟收入為79032.52×0.56=44.18萬元。全年生產運行按照333天計算，經濟效益收入為148.6萬元。

5 結語

本次合成氨循環水泵電機節能技術改造9臺套，運行穩定，經過改造前后實際節能量對比節能效果顯著，年節約經濟收入達148萬元。