某選廠循環(huán)水泵節(jié)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(shè)計有限公司）

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

1 循環(huán)水系統(tǒng)運行參數(shù)

司家營鐵礦選礦廠循環(huán)水泵運行參數(shù)見表1。

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2 流體高效輸送節(jié)能技術(shù)原理

在流體輸送系統(tǒng)中，流體輸送設(shè)備總是與指定的管道相連接，對應的工作狀態(tài)點由輸送設(shè)備性能曲線與管道特性曲線共同決定［2］。如果設(shè)計點與工作狀態(tài)點不符，偏差較大，容易造成系統(tǒng)運行工況與前期設(shè)計工況偏離，最終導致設(shè)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(jié)能技術(shù)原理圖，A點為初期設(shè)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。現(xiàn)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(yōu)化設(shè)計，滿足水系統(tǒng)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(tǒng)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(qū)域為原設(shè)計水泵運行的能耗，0、QC、C'、HC'所圍成的區(qū)域為采用高效泵運行后的能耗，兩者之差即為節(jié)約的能耗。

3 循環(huán)水泵節(jié)能改造方案

流體高效輸送技術(shù)是迄今為止較為優(yōu)秀的節(jié)能技術(shù)手段，從優(yōu)化系統(tǒng)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(tǒng)存在的低效率、高能耗的技術(shù)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(shù)，針對循環(huán)水泵設(shè)備現(xiàn)狀進行分析，再結(jié)合管道流體力學特性，在滿足系統(tǒng)工藝生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上制定出循環(huán)水泵節(jié)能改造方案。調(diào)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(shù)，量身定做“高效節(jié)能泵”替代現(xiàn)有水泵，確保技改后水泵達到最佳的節(jié)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(jié)能泵。

（2）選礦廠凈水泵由原運行2臺75kW泵改成2臺55kW節(jié)能泵。

（3）選礦廠濁環(huán)水泵由原運行2臺220kW泵改成2臺132kW節(jié)能泵。

如裝置運行負荷發(fā)生改變，可根據(jù)實際需求調(diào)整循環(huán)水循環(huán)量。技改后循環(huán)水泵供水流量不低于原泵實際供水量，系統(tǒng)供水壓力滿足工藝指標需求。該方案依據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)設(shè)計，若裝置負荷變化頻繁或波動幅度過大，該方案提供的設(shè)計方案及預計節(jié)電率將做出相應調(diào)整。

4 節(jié)能效果及效益分析

通過節(jié)能技改，在滿足目前生產(chǎn)工藝需求的前提下，選礦廠次凈水泵節(jié)能40%，選礦廠凈水泵節(jié)能20%，選礦廠濁環(huán)水泵節(jié)能27%。該選廠循環(huán)水泵運行統(tǒng)計測算結(jié)果見表2。

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5 結(jié)論

某選礦廠通過循環(huán)水泵節(jié)能改造，改造后的節(jié)能水泵在滿足生產(chǎn)運行的前提下，大幅提高了設(shè)備工作效率，降低了電耗，為企業(yè)節(jié)能減排、挖潛增效做出了巨大貢獻，經(jīng)濟效益顯著。