某選廠循環水泵節能降耗研究與應用

吳 晨 曾 莉

（1.河北鋼鐵集團司家營研山鐵礦有限公司；2.河北鋼鐵集團礦山設計有限公司）

司家營鐵礦選礦廠次凈水泵系統共有315 kW循環水泵6臺（2用4備），凈水泵系統共有75 kW循環水泵4臺（2用2備），濁環水泵系統共有200 kW循環水泵6臺（2用4備），3個系統常年運行，工況穩定。為響應國家節能減排號召，提高能源利用效率，決定對循環水泵進行優化改造，從而提高設備的工作效率，降低生產成本消耗［1］。

1 循環水系統運行參數

司家營鐵礦選礦廠循環水泵運行參數見表1。

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2 流體高效輸送節能技術原理

在流體輸送系統中，流體輸送設備總是與指定的管道相連接，對應的工作狀態點由輸送設備性能曲線與管道特性曲線共同決定［2］。如果設計點與工作狀態點不符，偏差較大，容易造成系統運行工況與前期設計工況偏離，最終導致設備運行效率大幅降低，能源消耗大量提升。

以水泵為例，圖1為節能技術原理圖，A點為初期設計水泵工況點，其流量為QA、揚程為HA、水泵軸功率為NA、水泵效率為ηA?，F場通過測量可得，實際工況點為C，其流量為QC、揚程為HC、水泵軸功率為NC、水泵效率為ηC。

通過實測工況，分析造成高能耗的原因并進行優化設計，滿足水系統要求水流量的C’點為水泵運行的最佳工況點。按最佳工況點選擇水泵取代原系統安裝的水泵。技改泵的運行工況流量為QC、揚程為HC'、水泵軸功率為NC'、水泵效率為ηC'。圖中，0、QC、C、HC所圍成的區域為原設計水泵運行的能耗，0、QC、C'、HC'所圍成的區域為采用高效泵運行后的能耗，兩者之差即為節約的能耗。

3 循環水泵節能改造方案

流體高效輸送技術是迄今為止較為優秀的節能技術手段，從優化系統著手，以最佳工況運行、最合理能耗為指導方向，從而解決系統存在的低效率、高能耗的技術問題［3］。通過一系列的研究討論，計劃采用流體高效輸送技術，針對循環水泵設備現狀進行分析，再結合管道流體力學特性，在滿足系統工藝生產要求的基礎上制定出循環水泵節能改造方案。調整目前存在的各種不利因素，按照最佳運行工況的各項參數，量身定做“高效節能泵”替代現有水泵，確保技改后水泵達到最佳的節能效果［4-5］。技改方案如下：

（1）選礦廠次凈水泵由原運行2臺315kW泵改成2臺185kW節能泵。

（2）選礦廠凈水泵由原運行2臺75kW泵改成2臺55kW節能泵。

（3）選礦廠濁環水泵由原運行2臺220kW泵改成2臺132kW節能泵。

如裝置運行負荷發生改變，可根據實際需求調整循環水循環量。技改后循環水泵供水流量不低于原泵實際供水量，系統供水壓力滿足工藝指標需求。該方案依據現場數據設計，若裝置負荷變化頻繁或波動幅度過大，該方案提供的設計方案及預計節電率將做出相應調整。

4 節能效果及效益分析

通過節能技改，在滿足目前生產工藝需求的前提下，選礦廠次凈水泵節能40%，選礦廠凈水泵節能20%，選礦廠濁環水泵節能27%。該選廠循環水泵運行統計測算結果見表2。

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5 結論

某選礦廠通過循環水泵節能改造，改造后的節能水泵在滿足生產運行的前提下，大幅提高了設備工作效率，降低了電耗，為企業節能減排、挖潛增效做出了巨大貢獻，經濟效益顯著。