循環水系統水泵及冷卻塔改造節能效果分析

藍鵬

（重慶賽迪冶煉裝備系統集成工程技術研究中心有限公司，重慶 401122）

循環水系統水泵及冷卻塔改造節能效果分析

藍鵬

（重慶賽迪冶煉裝備系統集成工程技術研究中心有限公司，重慶 401122）

主要針對某循環水系統運行特點，根據水泵富余揚程，通過對比改造水泵或改造冷卻塔兩種方案節能效果，分析得出改造水泵的節能效果更明顯。

循環水系統；冷卻塔；節能；對比

1 前言

在循環冷卻水系統設計過程中，由于存在系統管路變化、設備水頭損失不準確等變量因素，往往無法準確計算系統阻力損失，所選擇水泵揚程偏大，從而造成系統實際運行工況與設計存在偏差，水泵偏離工況點運行，水泵出口閥門憋閥運行等情況。水泵富余揚程被消耗于閥門上或因為水泵偏離工況點造成能量的浪費。循環水系統的改造方式有兩種：一是更換與系統阻損相匹配的水泵，二是改造冷卻塔風機，利用水泵富余揚程直接上塔并利用此部分動能驅動水輪風機運行從而取消原有電動風機。兩種方式節能優劣存在爭議，下面筆者針對某循環水泵站運行現狀對兩種改造方式節能效果進行對比分析。

2 水泵改造分析

一般認為在不改變循環水系統水用戶需求水量和壓力的前提下更換與系統更為匹配的水泵是簡單有效的方式。改造前水泵出口壓力0.22 MPa，水泵憋閥運行，閥門開度24°，閥后壓力0.12 MPa。0.1 MPa的水泵富余揚程被消耗在閥門上。現對水泵及電機進行更換，保證水泵在閥門全開的情況下能滿足系統流量，水泵出口壓力達到0.12 MPa。

根據離心泵軸功率（N）及電耗（W）計算式得出：

改造前：

式中為水的密度取1000 kg/m3，水泵效率值取η=η1=0.75，電機效率值取η2=0.95。

更換前后耗電量情況見表1。

表1 改造前后水泵耗電量表

從表1可以看出更換水泵后，系統總功率降低了103.2 kW。

3 冷卻塔改造分析

冷卻塔風機改為水輪風機后，由冷卻塔進水直接驅動風機，驅動冷卻塔水輪風機的最低進水水頭為0.10 MPa。本循環水系統的富余揚程可以滿足改造條件。將現有冷卻塔電動風機全部修改為水輪機，水泵出口閥門全開，富余揚程驅動水輪風機工作。已知單臺冷卻塔處理水量2800 m3/h，風機直徑8 m，風機額定功率95 kW，電壓380 V，運行電流182 A，功率因素0.8。

冷卻塔改造前后耗電量情況見表2。

表2 改造前后冷卻塔耗電量表

從表2可以看出冷卻塔電動風機更換為水輪風機 后，系統總功率降低了96 kW。

4 結語

從以上分析可得出，在水泵富余水頭剛好滿足冷卻塔水輪風機驅動條件下，改造水泵節能效果優于改造冷卻塔水輪風機，在水泵富余水頭更大的情況下，改造水泵的節能效果更為明顯。因此，在循環水系統的節能改造中，改造水泵是優先的選擇。[1]姜乃昌，泵與泵站（第五版）[M]，北京：中國建筑工業出版社.2007.

表1 過濾器濾料級配調整對比表

通過濾料級配調整，過濾器出水懸浮物明顯降低，油含量基本與調整前持平。兩臺過濾器運行15天后，根據評價結果對其他過濾器按照新級配進行了濾料更換。

4.3.3 改變介質過濾器反洗方式，提高反洗效果。原過濾器反洗方式存在缺陷，導致反洗不徹底，通過改變反洗方式在氣洗前先對過濾器進行排水操作，將過濾器液位降至進水口以下，一方面使得自動排氣閥自動復位后使得氣洗時排氣通暢，另一方面將液位下降至進水口以下杜絕氣洗時濾料跑出。經現場試驗確定排水時間為2 min。

4.3.4 調整過濾器反洗強度。過濾器經過排水和氣洗，開始水氣混合洗時先啟動一臺反洗水泵，水量控制在250～280 m3/h之間，反洗15 min后，關閉壓縮空氣，啟動第二臺反洗水泵，反洗水量控制在550～650 m3/h，反洗時間20 min。反洗出水水質清澈后結束反洗，過濾器投入運行。

4.4 調整二冷水運行方式及日常管控

經與用戶聯系，在停澆時不停二冷水供水或者短時間停水，其他時間通過沖渣管道將水排至沖渣溝后回旋流井，減少二冷水在吸水井、管道內的沉積時間，避免停機后再次開機時沉積物集中隨水流進入濾網造成濾網堵塞。此外，為加強崗位對水質管控、調整使供水水質進一步得到穩定控制，為崗位配發濁度儀，每兩小時對供水濁度進行一次檢測，出現較大波動時及時分析調整；對每臺介質過濾器出水每日進行一次濁度檢測及反洗跑料情況檢查，保證介質過濾器出水濁度控制在2 NTU以內，單臺介質過濾器出現問題及時進行停運檢修。

5 效果

自從2013年2月至5月期間對連鑄機二冷水系統開始逐步實施改進方案，連鑄二冷水已得到很大改善優化后同期，6月份對比濁環水水質懸浮物懸浮物指標明顯下降，含油量也有所下降。對策實施前水中懸浮物平均約為25.67 mg/L，油平均約為2.78 mg/L，對策實施后懸浮物平均約為14.95 mg/ L，油平均約為2.23 mg/L。通過定修時，拆噴嘴濾網觀察，濾網內黑色物質已明顯減少。在各項措施實施后，7#、8#連鑄機噴嘴及濾網堵塞頻次已大大降低，大面積噴嘴堵塞現象已不再發生。

[參 考 文 獻]

[1]徐升，沿海鋼鐵廠連鑄二冷水噴嘴堵塞原因分析與對策[J]冶金動力2013,160(6),52-56.

[2]肖波，潘麗梅 連鑄二冷水噴嘴堵塞故障的防止 [J]冶金動力, 2013,157(3),70-75.

[3]李英，俞英，連鑄二冷水噴嘴堵塞原因分析與對策[J]武鋼科技2008,46(6),41-45.

收稿日期：2013-11-25

作者簡介：陳治國（1964-），男，2006年7月蘭州交通大學本科畢業，高級工程師，，現從事鋼廠工業水系統管理及技術工作。

A Com parative Analysis on the Energy Saving Effect of Modification of Pump and Cooling Tower in Circulating Water System

LAN Peng
(Chongqing Saidi Metallurgical Equipment Integration Engineering Technology Research Center,Chongqing 401122,China)

Through comparative analysis of the energy saving effects of pump modification and cooling tower modification based on the operation characteristics of the circulating water system and surplus pump lift,it was concluded that pump modification would bring better energy saving results.

circulating water system;cooling tower;energy saving;comparison

TQ085

B

1006-6764（2014）03-0057-02

2013-12-11

藍鵬（1986-），男，大學本科，給排水助理工程師，現從事給排水設計工作。