機(jī)泵節(jié)能技術(shù)綜述

錢(qián)伯章 李秀紅

（上海擎督信息科技有限公司金秋能源石化工作室）（太原理工大學(xué)）

0 前言

在我國(guó)，機(jī)泵節(jié)能技術(shù)正日益顯現(xiàn)。一方面，我國(guó)在許多大型化工項(xiàng)目中成功地引進(jìn)并掌握了先進(jìn)的機(jī)泵節(jié)能技術(shù)；另一方面，我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的節(jié)能技術(shù) （包括機(jī)泵節(jié)能技術(shù)）也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。本文介紹了石油和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)泵節(jié)能技術(shù)，也包括生產(chǎn)中常用的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等流體輸送機(jī)械和壓縮機(jī)械的節(jié)能技術(shù)。

1 高效節(jié)能壓縮機(jī)

由江蘇濱海中匯化工設(shè)備有限公司自主研發(fā)的XDM （西達(dá)姆）—210/0.45型氯氣、氫氣壓縮機(jī)，經(jīng)過(guò)運(yùn)行，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可以替代進(jìn)口產(chǎn)品。該壓縮機(jī)工作效能相當(dāng)于傳統(tǒng)壓縮機(jī)的2倍，且每年可節(jié)約電費(fèi)30萬(wàn)元以上。

該產(chǎn)品研發(fā)歷時(shí)3年。新型壓縮機(jī)將傳統(tǒng)的懸臂式結(jié)構(gòu)改為雙支撐式結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)壓縮機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)、同軸度低、磨損故障率較高、維修不方便、耗能高等缺陷，且制造簡(jiǎn)單、易于裝配調(diào)整。貴州遵義堿廠(chǎng)2年多的實(shí)際應(yīng)用證明，與傳統(tǒng)YLJ—1250/0.3型壓縮機(jī)相比，該壓縮機(jī)具有節(jié)能效果顯著、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。此外，該壓縮機(jī)還可按照用戶(hù)實(shí)際需求，無(wú)需更換底座即可進(jìn)行無(wú)障礙安裝，改造費(fèi)用低廉。

2 防污氣閥助壓縮機(jī)節(jié)能

在化肥、石油化工、礦山開(kāi)采、發(fā)電等行業(yè)使用的壓縮機(jī)中，都要用到氣閥。目前，一般氣閥設(shè)計(jì)的前提是在清潔環(huán)境中工作，而當(dāng)氣閥應(yīng)用于含有大量粉塵、焦油或活性炭等污物的復(fù)雜氣體環(huán)境時(shí)，氣體中的污物極易粘附在氣閥流道槽的表面，導(dǎo)致氣閥磨損加快，密封不嚴(yán)，跑氣、漏氣嚴(yán)重，氣閥使用壽命大大縮短，僅為理想工作壽命的百分之一，有的僅用一兩個(gè)月就必須更換。有的氣閥極易被污物堵塞，一旦堵塞必須停機(jī)拆下清洗。有的企業(yè)不得不十幾天就停機(jī)拆洗一次，而頻繁地停開(kāi)機(jī)不僅損耗了原料氣，使企業(yè)的產(chǎn)量降低，還會(huì)大大增加電耗。

這種現(xiàn)象在以煤為原料的化肥企業(yè)中表現(xiàn)得尤為明顯。據(jù)企業(yè)反映，不算機(jī)器損耗等間接損失，一臺(tái)氣量為57 m3/min的壓縮機(jī)一次停開(kāi)機(jī)就將損失2000多元。

由溫州布萊恩壓縮機(jī)制造有限公司開(kāi)發(fā)的、已獲得國(guó)家專(zhuān)利的防污菌狀氣閥，能在含有粉塵、焦油、活性炭等雜質(zhì)的復(fù)雜氣體條件下正常工作。由于這種氣閥在閥體表面噴涂有防污層，所以空氣中的污物不易粘附到閥體上，氣閥的磨損大大減小，同時(shí)也解決了跑氣、漏氣的問(wèn)題，使生產(chǎn)過(guò)程中的能耗降低3%～8%，并且在使用過(guò)程中易于維護(hù)。通過(guò)在閥座和閥蓋之間設(shè)置定位銷(xiāo)，使二者的連接更加穩(wěn)定，不會(huì)因震動(dòng)等原因發(fā)生移位導(dǎo)致密封不嚴(yán)、氣閥磨損的現(xiàn)象，氣閥使用壽命可提高5倍以上。

該氣閥目前已經(jīng)在湖北宜化集團(tuán)、武漢福源化工有限公司、福州耀隆化工集團(tuán)公司氮肥廠(chǎng)、廣西柳州化工股份有限公司、青島堿業(yè)股份有限公司、山西晉豐煤化工有限公司、河南綠宇化電有限公司等幾十個(gè)企業(yè)得到了應(yīng)用。企業(yè)普遍反映，使用該氣閥降低了能耗，節(jié)約了成本。湖北宜化集團(tuán)的防污氣閥已經(jīng)安裝了兩年多時(shí)間，目前仍然在壓縮機(jī)上正常使用。福州耀隆化工集團(tuán)公司氮肥廠(chǎng)將其用在美國(guó)進(jìn)口的壓縮機(jī)上，也收到了很好的效果。

3 合成氨廠(chǎng)壓縮機(jī)節(jié)能技術(shù)

山東濰坊順利節(jié)能潤(rùn)滑技術(shù)有限公司自主開(kāi)發(fā)的壓縮機(jī)節(jié)能技術(shù)，通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)氣閥和活塞環(huán)進(jìn)行改造，使氮肥企業(yè)的壓縮機(jī)電耗占噸氨綜合電耗的比例降到60%，大型壓縮機(jī)的電耗比節(jié)省10%～15%，噸氨電耗在原基礎(chǔ)上下降50～100 kW·h。

據(jù)介紹，氣閥、活塞環(huán)是影響壓縮機(jī)可靠性連續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵部件，氣閥漏氣浪費(fèi)的電能占?jí)嚎s機(jī)總電耗的20%，活塞環(huán)摩擦功率消耗占?jí)嚎s機(jī)總電耗的5%左右。氣閥的設(shè)計(jì)質(zhì)量決定氣閥是否節(jié)能。氮肥廠(chǎng)壓縮機(jī)節(jié)能改造時(shí)，首先要選用一個(gè)主要壓縮機(jī)做為基本機(jī)型，此后再根據(jù)所壓縮的氣體性質(zhì)、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速等指標(biāo)，并在計(jì)算多工況基礎(chǔ)上，按優(yōu)選參數(shù)設(shè)計(jì)氣閥。

壓縮機(jī)節(jié)能改造技術(shù)所選用的高效壓縮機(jī)氣閥是PEEK（聚醚醚酮）閥片和高效緩沖片的結(jié)合體，其阻力小而壽命長(zhǎng)，氣閥能在一個(gè)較長(zhǎng)的高效區(qū)工作半年以上，具有一定的節(jié)能效果；節(jié)能活塞環(huán)通過(guò)合理設(shè)計(jì)間隙，可使活塞環(huán)和氣缸的磨損極小，密封效果極佳。以年產(chǎn)20萬(wàn)t合成氨廠(chǎng)為例，采用這種技術(shù)進(jìn)行改造，年可節(jié)電1600 kW·h，噸氨節(jié)省28元，半年即可收回技改投資。

4 茂名石化首臺(tái)國(guó)產(chǎn)丁二烯螺桿壓縮機(jī)通過(guò)驗(yàn)收

由茂名石化與中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所共同承擔(dān)的科研開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，茂名石化2號(hào)丁二烯裝置丁二烯螺桿壓縮機(jī)的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)順利通過(guò)中石化組織的技術(shù)鑒定。該技術(shù)的成功應(yīng)用填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)同類(lèi)裝置壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化的空白，改寫(xiě)了丁二烯螺桿壓縮機(jī)組一直依靠進(jìn)口的歷史。丁二烯螺桿壓縮機(jī)組是丁二烯裝置的核心設(shè)備，由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有丁二烯螺桿壓縮機(jī)組的生產(chǎn)企業(yè)，此前，國(guó)內(nèi)所有丁二烯裝置中的螺桿壓縮機(jī)都一直從國(guó)外進(jìn)口。進(jìn)口機(jī)組價(jià)格高，而且交貨周期長(zhǎng)，售后服務(wù)不及時(shí)，對(duì)國(guó)內(nèi)丁二烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了較大的影響。為了推進(jìn)石化產(chǎn)業(yè)重大設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，中國(guó)石化明確提出，要對(duì)丁二烯氣體螺桿壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化。該項(xiàng)目于2009年9月立項(xiàng)，并列入 “2009年度中國(guó)石化重大裝備國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)計(jì)劃”。在中石化的大力支持下，茂名石化與七一一研究所通過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)調(diào)研、論證與技術(shù)交流，成功攻克了丁二烯氣體螺桿壓縮機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。項(xiàng)目于2009年1月啟動(dòng)以來(lái)，先后經(jīng)過(guò)前期調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、機(jī)組制造、工程現(xiàn)場(chǎng)配套建設(shè)、安裝調(diào)試及現(xiàn)場(chǎng)試車(chē)等階段工作。研制出的首臺(tái)丁二烯螺桿壓縮機(jī)組樣機(jī)自2011年3月1日在茂名石化2號(hào)丁二烯裝置作為備用機(jī)組正式實(shí)物料投運(yùn)以來(lái)，至今總有效運(yùn)行時(shí)間588天。技術(shù)鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，國(guó)產(chǎn)壓縮機(jī)組運(yùn)行情況良好，主要性能指標(biāo)均達(dá)到同類(lèi)型進(jìn)口機(jī)組水平，達(dá)到了丁二烯螺桿壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化的預(yù)期目標(biāo)。國(guó)產(chǎn)丁二烯螺桿壓縮機(jī)的成功研制，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5 MVR用離心蒸汽壓縮機(jī)節(jié)能明顯

由溧陽(yáng)德維透平機(jī)械有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的離心蒸汽壓縮機(jī)，已在青島明月海藻集團(tuán)重點(diǎn)節(jié)能項(xiàng)目機(jī)械蒸汽再壓縮 （MVR）蒸發(fā)系統(tǒng)中連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，與之前使用的傳統(tǒng)三效蒸發(fā)器相比，節(jié)能超過(guò)70%。

據(jù)介紹，該MVR蒸發(fā)器用于甘露糖醇濃縮，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行測(cè)算，每蒸發(fā)1 t水耗電約35 kW·h，無(wú)蒸汽消耗；而項(xiàng)目改造前使用的三效濃縮蒸發(fā)系統(tǒng)，每蒸發(fā)1 t水消耗蒸汽0.35 t，耗電10 kW·h。以蒸汽價(jià)格260元/噸、電價(jià)0.7元/千瓦小時(shí)計(jì)算，利用MVR系統(tǒng)后每天可節(jié)約能源費(fèi)用近1萬(wàn)元，不到一年即可收回全部投資。

作為優(yōu)秀的新興熱量循環(huán)回用技術(shù)，MVR的工作原理就是把工業(yè)蒸發(fā)過(guò)程中回收的二次蒸汽升溫后返回到熱交換器中重新利用，最大限度利用二次蒸汽中的余熱。該技術(shù)比傳統(tǒng)單效蒸發(fā)減少約90%的能源消耗，比常用的三效蒸發(fā)節(jié)能70%以上，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了能源、物料的循環(huán)運(yùn)行。

MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的核心設(shè)備是離心蒸汽壓縮機(jī)，其作用是把回收的二次蒸汽溫度提升至設(shè)計(jì)要求的高度，并回送到熱交換器中。國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用的MVR系統(tǒng)都選用國(guó)外進(jìn)口的蒸汽壓縮機(jī)，主要有離心風(fēng)機(jī)和羅茨風(fēng)機(jī)。離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)品價(jià)格高，訂貨周期長(zhǎng)，且售后服務(wù)很難做到及時(shí)周到。羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性差，維護(hù)成本高。德維透平公司自2008年成立以來(lái)，一直致力于離心蒸汽壓縮機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)，歷時(shí)3年終于取得突破，所生產(chǎn)的離心蒸汽壓縮機(jī)性能好、穩(wěn)定性強(qiáng)，除了在價(jià)格上有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，還極大縮短了產(chǎn)品供貨周期，售后服務(wù)有保證，推動(dòng)了MVR技術(shù)在國(guó)內(nèi)的推廣。

據(jù)了解，目前使用的蒸發(fā)器絕大多數(shù)都是高耗能的傳統(tǒng)單效或多效蒸發(fā)器，用MVR技術(shù)替代傳統(tǒng)蒸發(fā)蒸餾結(jié)晶技術(shù)有著廣闊的市場(chǎng)前景。

6 鍋爐用新型風(fēng)機(jī)高效節(jié)電

鞍山風(fēng)機(jī)集團(tuán)有限責(zé)任公司擁有的大型鍋爐用新型高效節(jié)能風(fēng)機(jī)技術(shù)節(jié)約電能效果顯著，可廣泛用于冶金、建材、化工等行業(yè)，需求十分可觀(guān)。該技術(shù)被列入遼寧省科技計(jì)劃項(xiàng)目和鞍山市科技計(jì)劃項(xiàng)目，已取得實(shí)用新型專(zhuān)利4項(xiàng)。

我國(guó)目前循環(huán)流化床鍋爐用風(fēng)機(jī)，效率普遍較低，尤其是噪聲指標(biāo)較大，該項(xiàng)目的實(shí)施將在很大程度上改善電廠(chǎng)的工作環(huán)境。以每臺(tái)風(fēng)機(jī)軸功率800 kW、每天運(yùn)行10 h計(jì)算，效率提高3%，每臺(tái)風(fēng)機(jī)每天可節(jié)電240 kW·h，每年按運(yùn)行300天計(jì)算，可節(jié)電7.2萬(wàn)kW·h。

該新型高效節(jié)能風(fēng)機(jī)技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，采用新型風(fēng)機(jī)氣動(dòng)力通道形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的低噪音、高效、節(jié)能。該技術(shù)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，采用微機(jī)輔助設(shè)計(jì)葉片進(jìn)口角、葉輪進(jìn)口加速系數(shù)、葉輪進(jìn)出口寬度比和葉片數(shù)等；該技術(shù)還采用微機(jī)預(yù)測(cè)性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，可減少試驗(yàn)次數(shù)、試驗(yàn)費(fèi)用和試驗(yàn)時(shí)間。

大型鍋爐用新型高效節(jié)能風(fēng)機(jī)技術(shù)及其裝備的關(guān)鍵包括下述幾項(xiàng)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)；按優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行樣機(jī)試制和性能試驗(yàn)，考核預(yù)估結(jié)果，進(jìn)行修改設(shè)計(jì)；以FLUENT軟件為基礎(chǔ)的風(fēng)機(jī)流場(chǎng)分析和性能預(yù)估的實(shí)用軟件技術(shù)；風(fēng)機(jī)整機(jī)相互耦合影響技術(shù)；風(fēng)機(jī)通道形狀和結(jié)構(gòu)技術(shù)等。大型風(fēng)機(jī)生產(chǎn)裝備包括數(shù)控切割、進(jìn)口旋壓設(shè)備，以及大型龍門(mén)銑刨、雙柱立車(chē)、主軸加工中心、風(fēng)機(jī)檢測(cè)中心等。該技術(shù)目前已在新疆慶華煤化55億m3/a煤制天然氣項(xiàng)目一期工程、河南洛陽(yáng)龍羽集團(tuán)宜電一期、山西大同華岳熱電廠(chǎng)等實(shí)施。

7 節(jié)能的高溫熔鹽泵

泵作為通用動(dòng)力設(shè)備，是目前耗能大的設(shè)備，提高泵效對(duì)節(jié)能意義重大。江蘇金麟化工機(jī)械有限公司與江蘇大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的新型節(jié)能產(chǎn)品——系列高溫熔鹽泵，可有效降低能耗，替代進(jìn)口產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品流量范圍為6～1000 m3/h，揚(yáng)程10～100 m。泵設(shè)計(jì)采用了先進(jìn)的CFD技術(shù)，同時(shí)在結(jié)構(gòu)上也進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，攻克了熔鹽泵效率偏低、上軸承壽命短、不均勻熱變形導(dǎo)致滑動(dòng)軸承抱死等關(guān)鍵技術(shù)，使泵的最高效率達(dá)到76%，軸承壽命超過(guò)2萬(wàn)h，與國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)。該泵具有如下一些特點(diǎn)：高揚(yáng)程參數(shù)泵采用二級(jí)葉輪結(jié)構(gòu)，降低了泵單級(jí)葉輪的揚(yáng)程，減小了泵的徑向尺寸，同時(shí)也有助于泵效的提高；泵殼采用空間導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)，其全對(duì)稱(chēng)性完全消除了葉輪的徑向力，降低了泵體的振動(dòng)等級(jí)；完全消除了熔鹽經(jīng)出液管流出而產(chǎn)生的熱膨脹不均勻性；軸下端采用滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，配以?xún)?yōu)質(zhì)耐磨合金材質(zhì)的軸套，保證了葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和泵運(yùn)行周期；創(chuàng)新性地提出了利用葉輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)空氣對(duì)流對(duì)高溫熔鹽泵軸承進(jìn)行強(qiáng)化冷卻的方法，解決了泵軸承冷卻問(wèn)題，大大延長(zhǎng)了軸承的使用壽命。高溫熔鹽泵作為一種立式液下離心泵，用于高溫硝酸鹽、亞硝酸鹽的輸送，并廣泛用于三聚氰胺、離子膜燒堿、尿素等化工制備流程中。該泵效率與原來(lái)產(chǎn)品相比提高了3%～8%，其中600RYC型高溫熔鹽泵最高效率超過(guò)76%，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。以年產(chǎn)100臺(tái)泵，每臺(tái)平均功率160 kW，年運(yùn)轉(zhuǎn)300天計(jì)算，年節(jié)電量可達(dá)到5.76×106kW·h。

8 變頻調(diào)速節(jié)能

交流變頻調(diào)速器是電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)相結(jié)合的綜合性高技術(shù)產(chǎn)品。電機(jī)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中都留有一定的余量。使用交流變頻調(diào)速器控制電機(jī)后，變頻器通過(guò)調(diào)整輸出頻率降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而減少輸出功耗，實(shí)現(xiàn)按需供能，達(dá)到節(jié)能效果。

變頻調(diào)速可節(jié)電。針對(duì)企業(yè)大馬拉小車(chē)情況，可采用幾種不同方式的調(diào)節(jié)：檔板調(diào)節(jié)、風(fēng)機(jī)動(dòng)葉可調(diào)調(diào)節(jié)、液力偶合器調(diào)節(jié)、水電阻調(diào)節(jié)、高壓變頻器調(diào)節(jié)等。變頻調(diào)速分為低壓變頻調(diào)速和高壓變頻調(diào)速。低壓變頻調(diào)速技術(shù)作為成熟技術(shù)早已經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的檢驗(yàn)；高壓變頻器的使用經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是高-低-高模式；第二階段為高-高模式。解決大馬拉小車(chē)問(wèn)題也可以使用更換電動(dòng)機(jī)的辦法。

變頻技術(shù)能實(shí)時(shí)改變用電設(shè)備的供電頻率，進(jìn)而達(dá)到控制設(shè)備輸出功率的目的。該技術(shù)通過(guò)變頻調(diào)速改變軸輸出功率，使電動(dòng)機(jī)能根據(jù)實(shí)際需要輸出功率，達(dá)到減少輸入功率、節(jié)省電能的目的，這也是感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能的重要技術(shù)手段之一。變頻傳動(dòng)調(diào)速的特點(diǎn)是：不用改動(dòng)原有設(shè)備包括電機(jī)本身；可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，滿(mǎn)足傳動(dòng)設(shè)備要求；變頻器軟啟、軟停功能，可以避免啟動(dòng)電流沖擊對(duì)電網(wǎng)的不良影響，在減少電源容量的同時(shí)還可減少機(jī)械慣動(dòng)量，減少機(jī)械損耗；不受電源頻率的影響，可以開(kāi)環(huán)、閉環(huán)手動(dòng)/自動(dòng)控制；低速時(shí)，定轉(zhuǎn)矩輸出和低速過(guò)載能力較好；電機(jī)的功率因數(shù)隨轉(zhuǎn)速增高、功率增大而提高。

我國(guó)目前石化工業(yè)系統(tǒng)電機(jī)的變頻器使用率為10%，節(jié)能潛力十分可觀(guān)，如果每臺(tái)電機(jī)使用變頻器，可提高能效20%～30%。

在石油和化工行業(yè)，風(fēng)機(jī)、水泵和壓縮機(jī)等電機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的用量很大，理論上都能采用變頻技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造，節(jié)能潛力巨大。以注塑機(jī)為例，將注塑機(jī)上傳統(tǒng)的定量泵改造成變頻變量泵，能使溢流閥的回油流量降到最小，避免了高壓節(jié)流能量損失，進(jìn)而將傳統(tǒng)的有高壓節(jié)流的 “耗能型”注塑機(jī)升級(jí)為無(wú)高壓節(jié)流的 “節(jié)能型”注塑機(jī)，節(jié)電率可達(dá)20%～30%，甚至更大。

一種新型節(jié)能矩陣變頻環(huán)保電梯在山東百斯特電梯公司研制成功。該產(chǎn)品是矩陣變頻拖動(dòng)與永磁同步無(wú)齒輪曳引系統(tǒng)相結(jié)合的機(jī)電一體化產(chǎn)品，配置具有反饋功能 （帶逆變器）的 “矩陣變頻器”（調(diào)速器），具有電源反饋功能 （可控制輸入功率因數(shù)）；輸入電源高次諧波少，可減少電污染；主回路無(wú)電解電容；具有交流—直流直接變換等特點(diǎn)。大轉(zhuǎn)距、低轉(zhuǎn)速的永磁同步曳引機(jī)具有機(jī)械效率高、噪音低、無(wú)需加油的特點(diǎn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用該項(xiàng)技術(shù)的電梯與傳統(tǒng)電梯相比，節(jié)能效果可達(dá)77.2%。目前，電梯節(jié)能的主要途徑是提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率。如永磁同步無(wú)齒輪曳引機(jī)在解決機(jī)械損耗、提高負(fù)載運(yùn)行效率方面取得了突破；同時(shí)通過(guò)變頻調(diào)速技術(shù)及其優(yōu)化控制方案，在滿(mǎn)足電梯運(yùn)行過(guò)程中的速度、轉(zhuǎn)距與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)等要求的前提下可實(shí)現(xiàn) “按需供能”。如果能夠通過(guò)這兩個(gè)成熟技術(shù)的整合，并且將其進(jìn)一步延伸，利用電梯運(yùn)行固有特性——位能負(fù)載，將電機(jī)已轉(zhuǎn)換到負(fù)載上的位能變換成電能，回饋再生利用，將會(huì)大大降低電梯運(yùn)行的電能消耗。百斯特節(jié)能型矩陣變頻環(huán)保電梯就是基于這樣的創(chuàng)新思想研發(fā)而成的。這為消費(fèi)者提供了更具價(jià)值的創(chuàng)造性產(chǎn)品。

全球領(lǐng)先的電力和自動(dòng)化集團(tuán)ABB作為推廣節(jié)能型產(chǎn)品和技術(shù)的代表，與上海焦化有限公司簽署了節(jié)能改造項(xiàng)目合作協(xié)議。ABB向上海焦化公司提供高效節(jié)能的ACS800變頻器，實(shí)現(xiàn)對(duì)其高壓水煤漿泵的節(jié)能控制。項(xiàng)目完成后，預(yù)計(jì)上海焦化公司年節(jié)電量140萬(wàn)kW·h。上海焦化公司是以煤為主要原料的綜合性大型化工企業(yè)，多年來(lái)一直致力于對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能改造，其碳一分公司的高、低壓水煤漿泵、氣體分公司的高壓氧泵和動(dòng)力分公司的工業(yè)水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等都選用了ABB節(jié)能型系列變頻器產(chǎn)品，通過(guò)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，取得顯著的節(jié)能效果。

巨化合成氨廠(chǎng)在對(duì)電氣設(shè)備實(shí)施電機(jī)變頻技術(shù)改造后，節(jié)電效果顯著。僅此一項(xiàng)該廠(chǎng)每天就可節(jié)電2萬(wàn)kW·h，年節(jié)省電費(fèi)300多萬(wàn)元。巨化合成氨廠(chǎng)是一家老中氮企業(yè)。近年來(lái)，隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式的完善，在生產(chǎn)過(guò)程中，該廠(chǎng)許多大功率的設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象，造成了電力資源的浪費(fèi)。為此，該廠(chǎng)把目光投向了投資回報(bào)率較高的電機(jī)變頻改造。2006年，該廠(chǎng)在對(duì)主要機(jī)泵的工藝及運(yùn)行效率調(diào)查后，新增了9臺(tái)變頻器，對(duì)甲醇富液泵、造氣污水泵等9臺(tái)低壓設(shè)備進(jìn)行了第一階段變頻改造。經(jīng)過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)人員近半年的努力，設(shè)備順利完成了全部改造。在富液泵改造后，不僅每天可以節(jié)電1000 kW·h，而且大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度?；受?chē)間的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)使用的是6 kV高壓同步電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)的變頻改造技術(shù)在國(guó)內(nèi)還是一片空白。該廠(chǎng)與某電氣技術(shù)公司合作，共同對(duì)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)實(shí)施變頻改造。該廠(chǎng)與變頻器提供廠(chǎng)家緊密協(xié)作，克服工藝復(fù)雜、邊生產(chǎn)邊試車(chē)等困難，不斷改進(jìn)技術(shù)參數(shù)，成功完成了高壓同步電動(dòng)機(jī)的變頻改造。據(jù)測(cè)算，改造后1臺(tái)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)每年可以節(jié)電30萬(wàn)kW·h，而且還可延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和保養(yǎng)周期，降低檢修維護(hù)費(fèi)用。

滄州煉化公司采用西門(mén)子無(wú)諧波高壓變頻技術(shù)，在450 kW循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)上成功應(yīng)用了首套高壓變頻裝置，獲得了異常顯著的節(jié)電效果。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，該公司采用變頻器內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器，通過(guò)泵出口壓力變送器，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的恒壓自動(dòng)控制方式。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，可使企業(yè)每天節(jié)電3800 kW·h，全年節(jié)電138.7萬(wàn)kW·h，預(yù)計(jì)18個(gè)月以?xún)?nèi)即可收回全部投資。

揚(yáng)子石化公司中壓加氫裂化裝置反應(yīng)器加熱爐于2009年6月5日實(shí)施鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)增設(shè)變頻設(shè)備改造。經(jīng)過(guò)精心調(diào)節(jié)，反應(yīng)器加熱爐的熱效率從原先的87%提高到了92%，同時(shí)通過(guò)合理調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，有效降低了風(fēng)機(jī)電能的消耗，每年可節(jié)電近10萬(wàn)元。加氫裝置反應(yīng)爐在開(kāi)工時(shí)熱量消耗很大，而正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷偏低，這種差異造成了反應(yīng)爐燃料日積月累被白白浪費(fèi)。揚(yáng)子煉油廠(chǎng)聯(lián)合加氫裝置自開(kāi)工以來(lái)，反應(yīng)器加熱爐一直處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)計(jì)所用煙氣預(yù)熱回收系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)功率較大，出現(xiàn)大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象，使加熱爐氧含量長(zhǎng)期超標(biāo)，火嘴經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)焦、積炭現(xiàn)象，影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行，既增加了裝置的燃料消耗，又浪費(fèi)了大量電能。針對(duì)反應(yīng)加熱爐的現(xiàn)狀，揚(yáng)子石化加氫車(chē)間認(rèn)真計(jì)算和分析風(fēng)量、氧含量之間的關(guān)系，查找節(jié)能途徑，提出了在反應(yīng)爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)上增加變頻設(shè)備的合理化建議。該項(xiàng)目投資小，見(jiàn)效快，又不影響裝置正常生產(chǎn)，施工也十分簡(jiǎn)單。通過(guò)實(shí)施變頻技術(shù)改造，使反應(yīng)爐氧含量從9%降到了5%，僅此一項(xiàng)每年節(jié)約燃料費(fèi)就達(dá)到近百萬(wàn)元。

錦州石化公司主要生產(chǎn)裝置共有大小電機(jī)千余臺(tái)，其中有相當(dāng)一部分設(shè)備長(zhǎng)期未滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，造成了能源浪費(fèi)。公司積極實(shí)施電機(jī)變頻調(diào)速優(yōu)化技術(shù)，節(jié)能效果顯著，僅2008年就實(shí)現(xiàn)節(jié)電0.25億kW·h，節(jié)電率達(dá)50%，節(jié)約電費(fèi)1250萬(wàn)元。

2009年10月28日，大慶煉化公司柴油加氫裝置新氫壓縮機(jī)無(wú)級(jí)控制系統(tǒng)改造項(xiàng)目投用，實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。該項(xiàng)目為中國(guó)石油2009年節(jié)能專(zhuān)項(xiàng)投資項(xiàng)目，共投資800萬(wàn)元，可以實(shí)現(xiàn)正常負(fù)荷下氫氣壓縮機(jī)回流量基本為零的目標(biāo)，節(jié)電效果顯著。這項(xiàng)技術(shù)此前已在國(guó)外和中國(guó)石化等多家煉廠(chǎng)得到成功應(yīng)用。據(jù)了解，經(jīng)過(guò)初步標(biāo)定顯示，改造后柴油加氫裝置日節(jié)電量達(dá)到15000 kW·h左右，全年可節(jié)電450萬(wàn)kW·h，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀(guān)。

變頻器水冷技術(shù)開(kāi)發(fā)及工業(yè)化應(yīng)用項(xiàng)目2012年1月中旬通過(guò)了甘肅省科技廳組織的專(zhuān)家鑒定，與會(huì)專(zhuān)家一致認(rèn)為該技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。據(jù)了解，由蘭州化工研究中心開(kāi)發(fā)的高效純水精制劑和三級(jí)純水精制反應(yīng)器經(jīng)過(guò)幾年的工業(yè)運(yùn)行，已相繼替代了兩家國(guó)外著名公司的水冷技術(shù)。運(yùn)行結(jié)果表明，與兩種國(guó)外水冷技術(shù)相比，該技術(shù)使純水精制效率提高了50%，冷卻效率提高了40%，從而減少了蘭州石化公司尿素和高壓聚乙烯生產(chǎn)非計(jì)劃停車(chē)次數(shù)，減少了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于使用水冷式變頻器的工業(yè)領(lǐng)域。

濰坊亞星集團(tuán)子公司亞星湖石化工有限公司運(yùn)用合同能源管理 （EMC）模式，對(duì)6萬(wàn)t/a氯化聚乙烯裝置的6臺(tái)干燥鼓風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻改造，投運(yùn)以來(lái)效果顯著。2012年僅第一季度就實(shí)現(xiàn)節(jié)電160萬(wàn)kW·h，節(jié)約電費(fèi)開(kāi)支109萬(wàn)元。該項(xiàng)目自2011年10月初動(dòng)工，投資額為710萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)改造，該套裝置鼓風(fēng)機(jī)由變頻器根據(jù)工藝要求控制風(fēng)量和風(fēng)壓，并通過(guò)安裝遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，有效降低了電耗，提高了風(fēng)機(jī)控制精度。據(jù)悉，2011年以來(lái)濰坊亞星采用節(jié)能效益分成方式先后與4家節(jié)能公司簽訂了EMC合同，合同投資總額約1.2億元，預(yù)計(jì)年總收益可達(dá)4500萬(wàn)元。

2012年6月15日，大慶石化化肥廠(chǎng)深入挖掘裝置節(jié)能潛力，通過(guò)對(duì)尿素熔融泵采用加裝永磁調(diào)速驅(qū)動(dòng)器的方法，年節(jié)約費(fèi)用2.63萬(wàn)元。尿素熔融泵是尿素裝置蒸發(fā)與造粒系統(tǒng)的重要設(shè)備。過(guò)去，通常采用關(guān)小泵出口閥和調(diào)節(jié)閥開(kāi)度來(lái)控制泵的流量。但是這種流量控制方式，使閥門(mén)節(jié)流損失和管網(wǎng)的阻力損失較大。為減少閥門(mén)節(jié)流損失，減少電能消耗，化肥廠(chǎng)組織技術(shù)人員對(duì)比變頻、液耦等多種調(diào)速方式，對(duì)尿素熔融泵采用加裝永磁調(diào)速驅(qū)動(dòng)器的方法。據(jù)了解，永磁磁力驅(qū)動(dòng)技術(shù)具有設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單、安全可靠性高、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，能減少設(shè)備振動(dòng)、完全空載啟動(dòng)。安裝永磁調(diào)速驅(qū)動(dòng)器后，在相同負(fù)荷情況下，電機(jī)電流由原來(lái)的134 A下降到125 A，每小時(shí)用電比以前減少5.39 kW·h。同時(shí)，延長(zhǎng)了軸承和填料的使用壽命，保證了蒸發(fā)與造粒系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

廣州石化煉油四部加氫裂化裝置堅(jiān)持走綠色低碳發(fā)展道路，深挖節(jié)能潛力，實(shí)現(xiàn)降本增效。2012年12月加氫裂化完成了3臺(tái)關(guān)鍵空冷器、1臺(tái)注水泵的變頻節(jié)能改造，并于2013年1月投用，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電1100 kW·h/d，減少裝置循環(huán)水用量50 t/d及脫硫后凈化水用量100 t/d。變頻器節(jié)能是在滿(mǎn)足工藝條件的前提下，通過(guò)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，減少輸出轉(zhuǎn)矩和輸入功率而實(shí)現(xiàn)的。變頻空冷器的應(yīng)用不僅節(jié)電、節(jié)水效果明顯，同時(shí)還降低了員工因裝置處理量及環(huán)境溫度變化帶來(lái)的操作工作強(qiáng)度。注水泵作為向反應(yīng)系統(tǒng)注水的關(guān)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，其在裝置低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，因不能調(diào)整注水泵輸出量常出現(xiàn) “大車(chē)小車(chē)同一匹馬拉”的現(xiàn)象。安裝變頻器后，可根據(jù)生產(chǎn)需要自動(dòng)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，注水流量由原來(lái)的18 t/h降低至14 t/h，實(shí)現(xiàn)節(jié)電量950 kW·h/d，并減少含硫污水外排量100 t/d。關(guān)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的變頻節(jié)能改造，不僅因降低轉(zhuǎn)速延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，保證了設(shè)備的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，而且使裝置更加低碳環(huán)保。

9 高效流體輸送技術(shù)檢測(cè)計(jì)算設(shè)備的應(yīng)用

以前，國(guó)內(nèi)化工廠(chǎng)基本都采用普通循環(huán)冷卻水輸送離心泵，由于這種離心泵效率較低，電無(wú)用功損失特別嚴(yán)重。上海氯堿化工股份有限公司PVC廠(chǎng)于2011年下半年成功對(duì)循環(huán)冷卻水輸送離心泵進(jìn)行了節(jié)能改造，實(shí)際節(jié)電效果達(dá)到38%以上。

在化工生產(chǎn)中，必須進(jìn)行傳熱傳質(zhì)的熱交換過(guò)程，因此基本上所有的化工裝置都需要使用循環(huán)冷卻水，以轉(zhuǎn)移出生產(chǎn)過(guò)程中的熱量并對(duì)其進(jìn)行冷卻。循環(huán)冷卻水輸送一般采用大功率大流量的離心泵，因?yàn)檠h(huán)冷卻水輸送基本是一個(gè)連續(xù)不間斷的過(guò)程，離心泵消耗電能特別巨大。以往，國(guó)內(nèi)化工廠(chǎng)采用的普通循環(huán)冷卻水輸送離心泵效率較低，電無(wú)用功損失嚴(yán)重。直到最近一兩年，隨著高效節(jié)能離心泵的出現(xiàn)，才解決了這一問(wèn)題。

上海氯堿化工股份有限公司PVC廠(chǎng)循環(huán)冷卻水輸送共有6臺(tái)離心泵，以前曾經(jīng)實(shí)施過(guò)變頻節(jié)能改造，但節(jié)電效果都不理想。

為此，該廠(chǎng)對(duì)循環(huán)冷卻水輸送離心泵進(jìn)行了節(jié)能改造。首先采用了高效流體輸送技術(shù)檢測(cè)計(jì)算設(shè)備，對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)情況進(jìn)行了系統(tǒng)檢測(cè)，分析了循環(huán)冷卻水輸送的流體力學(xué)特征，并結(jié)合專(zhuān)用計(jì)算軟件進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算；然后根據(jù)最優(yōu)化計(jì)算的結(jié)果，選擇合適的高效節(jié)能循環(huán)冷卻水輸送離心泵，替代以前使用的低效率運(yùn)行的普通循環(huán)冷卻水輸送離心泵，改造取得了一次性成功。PVC廠(chǎng)改用高效節(jié)能離心泵后，每年節(jié)電費(fèi)用上百萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效果特別明顯，值得國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家借鑒推廣。

10 高壓干氣密封及其控制系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化

2013年11月21日，在成都由工信部組織的鑒定會(huì)上，四川日機(jī)密封件股份有限公司國(guó)產(chǎn)化研制的高壓干氣密封及其控制系統(tǒng)，在廣州石化200萬(wàn)t/a柴油加氫改質(zhì)裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)上的成功應(yīng)用得到了認(rèn)可。該產(chǎn)品屬于國(guó)內(nèi)首套國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)20多個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行證明，該產(chǎn)品性能優(yōu)于進(jìn)口同類(lèi)型號(hào)產(chǎn)品，可靠性高，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。干氣密封及其控制系統(tǒng)是離心壓縮機(jī)上重要的基礎(chǔ)組件，由于技術(shù)難度高、專(zhuān)利保護(hù)等因素，長(zhǎng)期以來(lái)一直依賴(lài)進(jìn)口。該產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化可以實(shí)現(xiàn)我國(guó)干氣密封制造水平上一個(gè)臺(tái)階。對(duì)于用戶(hù)則可以節(jié)省投資、縮短交貨期，還能獲得更快速更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

為實(shí)現(xiàn)高壓（10.0 MPa以上）干氣密封及其控制系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化，廣州石化通過(guò)交流調(diào)研，委托四川日機(jī)密封件股份公司進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)制造，產(chǎn)品于2012年3月在廣州石化新建的200萬(wàn)t/a柴油加氫改質(zhì)裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)上安裝投入運(yùn)行。該干氣密封及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力13.1 MPa，轉(zhuǎn)速12500 r/min。產(chǎn)品運(yùn)行至今，一、二次密封動(dòng)態(tài)和靜態(tài)泄漏值均低于標(biāo)準(zhǔn)值，且優(yōu)于國(guó)外同類(lèi)型產(chǎn)品。為用好首套國(guó)產(chǎn)高壓干氣密封及其系統(tǒng)，廣州石化認(rèn)真組織，加強(qiáng)管理和監(jiān)控，嚴(yán)格工藝紀(jì)律，使得產(chǎn)品從投用以來(lái)一直處于較好的運(yùn)行狀態(tài)，確保了設(shè)備長(zhǎng)周期可靠高效運(yùn)行。目前，該干氣密封及其控制系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)良好。高壓干氣密封及其控制系統(tǒng)在廣州石化的成功應(yīng)用，標(biāo)志著該類(lèi)產(chǎn)品在國(guó)產(chǎn)化方面實(shí)現(xiàn)突破，對(duì)于基礎(chǔ)件的國(guó)產(chǎn)化工作具有指導(dǎo)意義。

11 我國(guó)大型壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化連獲突破

中國(guó)通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)2014年1月底表示，我國(guó)能源化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了壓縮機(jī)行業(yè)研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造水平的提高。尤其是在重大裝備國(guó)產(chǎn)化方面，依托一大批大中型工程，石化等多領(lǐng)域的大型壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化取得新突破。

往復(fù)式壓縮機(jī)的國(guó)產(chǎn)化研制、壓縮機(jī)大型化的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，有力推動(dòng)了我國(guó)千萬(wàn)噸級(jí)煉油、百萬(wàn)噸級(jí)乙烯項(xiàng)目建設(shè)。如今，2D125(3000 kW)、4M125(6300 kW)壓縮機(jī)已在煉油加氫裝置中成功運(yùn)行；4M150(8100 kW)壓縮機(jī)已經(jīng)完成設(shè)計(jì)制造和出廠(chǎng)試驗(yàn)，2013年底在中化泉州330萬(wàn)t/a渣油加氫處理裝置投入使用；6M80重整氫增壓壓縮機(jī)也通過(guò)了出廠(chǎng)驗(yàn)收，將在中石化塔河60萬(wàn)t/a連續(xù)重整裝置上使用。

依托新型煤化工、煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、LNG新建及改擴(kuò)建項(xiàng)目，大型往復(fù)壓縮機(jī)得到推廣應(yīng)用。如6M80聯(lián)合氣用壓縮機(jī)已經(jīng)成功安裝，即將在內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)焦?fàn)t煤氣制氫項(xiàng)目投入使用；6M50壓縮機(jī)成功用在遼寧大唐國(guó)際阜新40億m3/a煤制天然氣裝置中；4M50壓縮機(jī)成功應(yīng)用在內(nèi)蒙古伊泰16萬(wàn)t/a煤基合成油裝置；4M32、2D80壓縮機(jī)將在山西潞安集團(tuán)100萬(wàn)t/a煤制油裝置中投入運(yùn)行；4M50、2D80壓縮機(jī)已用于長(zhǎng)春華潤(rùn)液化天然氣裝置及內(nèi)蒙古興圣200×104m3/d液化天然氣裝置。

今后壓縮機(jī)研制生產(chǎn)企業(yè)要把重點(diǎn)放在能源化工領(lǐng)域。如石油伴生氣增壓回收裝置、天然氣管網(wǎng)加壓和輸送裝置、天然氣發(fā)電機(jī)或天然氣鍋爐增壓裝置、油田石油催化裂解裝置、輕烴氣回收及煉化氣體分餾裝置中的壓縮機(jī)。此外，在加氫精制、潤(rùn)滑油脫蠟及丙烷脫瀝青，化工流程中的增壓、輸送、回收，煤層氣的回收，頁(yè)巖氣的開(kāi)采與利用等領(lǐng)域中，也都需要大量的壓縮機(jī)。