1、前言

　　中鹽新干鹽化有限公司60萬t/a鹽硝聯產項目真空系統配套的循環冷卻水系統，水泵實際運行工況點偏離設計工況點，與管路系統不匹配，水泵性能不穩定、運行效率低、噪音大、葉輪腐蝕快、壽命短。為此，在基于“合同能源管理”模式下對原循環冷卻水系統進行了節能技術改造，取得了明顯的節能效果。

　　2、技改前概況及問題

　　循環冷卻水系統共八臺水泵，其中四臺冷水泵，流量1944(m3/h)，揚程41．6m，配用電機315kW；四臺熱水泵，流量1987m3/h，揚程30．2m，配用電機250kW。經測量分析診斷，系統存在以下問題：

　　(1)水泵的實際運行工況點偏離設計工況點且與管路系統嚴重不匹配，水泵運行效率低，能耗高，系統效率低。

　　(2)水泵設備性能欠佳，運行效率低，運行成本高，壽命短。

　　系統流程示意圖如圖1(以地面為零標高；泵房位于－3m；最高用水點：混合冷凝器高28m，真空度0．09MPa)，原循環水系統設備如表1。

　　圖1 系統流程圖

　　表1 原循環水系統設備、管網情況

　　注：1．鹽硝實際產能80萬t/a；2．主要冷卻設備混合冷凝器(HD－301)，9m以上負壓，進出溫差8℃；3．循環冷卻水流量5100m3/h～5500m3/h；4．水質含鹽較多，具有腐蝕性，對設備，管路影響較大，現場大多數水泵運行效率下降明顯，維護成本高；5．運行模式：冷、熱水泵均3臺并聯運行，運行時間：約290d/a，24h/d。

　　3、在線流體系統糾偏節能技術簡介

　　通過對流體輸送系統原設計工況的檢測及參數采集，按系統最佳工況運行原則，建立專業水力數學模型，判斷引起高耗能的因素，找到系統的最佳運行工況點(見圖2)，設計生產出與系統最匹配的高效流體傳輸設備，替換原有設備，使系統始終保持在最佳運行工況，以達到節能降耗的目的。

　　圖2 水泵機械特性曲線與管道特性曲線圖

　　如圖2所示，按設計熱交換量要求水量QA計算的循環水系統總阻力為HA(即設計揚程)，設計運行工況點A的設計水泵效率ηA最高，水泵軸功率NA最低。當設計的水泵安裝完成調試時，實際運行的工況點在B點，運行參數為流量QB、揚程HB、軸功率NB，當運行水泵軸功率遠大于安裝電機額定功率時，水泵振動嚴重、噪聲很大，甚至燒毀電機。此時操作人員人為增加系統阻力，如閉閥門操作使水泵電機在不超額定電流的C點工況運行，以保證水泵能連續運行。當前循環水系統運行狀況普通存在“設計高揚程水泵，而實際在低揚程、大流量、低效率、高功耗運行”的突出問題。

　　如在圖2中用曲線表示，這是一條當流量等于零時水泵揚程等于幾何揚程△h，流量等于QB時，水泵揚程等于HB，通過B點的拋物線方程曲線—即管路特性曲線，表明在該循環水系統運行的水泵運行工況(Q、H)一定在該管路特性曲線上，即待選的水泵機械特性曲線與管路特性曲線的交點，且該交點的流量為實測的運行流量QC，揚程為HC‘的C’點，即為技改水泵的最佳運行工況點，按最佳工況點參數(QC、HC‘)定制的水泵一定是與該循環水系統相匹配的高效運行的最佳節能水泵。

　　由于水泵的軸功率是與流量、揚程乘積成正比，原水泵運行功率可用O、HC、C、QC、O面積表示，技改泵運行功率用O、HC’、C‘、QC、O面積表示，兩者之差HC’、HC、C、C‘、HC’面積即為節約的能耗。

　　4、實施改造及效果

　　依據在線流體系統糾偏節能技術，在分析系統管路布置、生產負荷、設備運行參數，得出管路實際特性曲線情況下，拆除原所有冷、熱水泵，由節能科技公司定制選用國內優秀水泵，并負責現場施工安裝和調試，解決了原系統設備偏離設計工況、超功率運行和噪音大等問題。在基于“合同能源管理”模式下，由節能科技公司投資進行改造，并承擔所用設備五年內的保修責任，技改成功后按一定比例分享系統一定時間內正常運行所節省的電費。合同期滿后，節能技改項目的全套設備所有權自動歸我司所有。

　　循環水系統經技改后能滿足生產工藝需求，1h總節電約475．5kW·h，按年運行290d、每天24h，年節電約330．9萬kW·h。改造前后所測數據如表2。

　　表2 循環水泵改造前后數據對比

　　5、結論

　　此次改造徹底解決了原循環水系統水泵實際運行工況點偏離設計工況點，與管路系統不匹配、水泵運行效率低、能源利用率較低等問題，改造后循環水系統能滿足生產工藝要求，并取得了節電率34．7%，年節電約330．9萬kW·h的顯著效果。合同能源管理模式下，企業前期無需進行投資，改造成功后共享節能效益，是一種節能技術改造領域的良好合作形式。