某化工公司先后建设三套生产装置, 有两套循环水系统, 所有装置都正常生产后, 循环水系统在节能降耗方面有很大的优化提升空间, 经过近期针对水池的联合使用、设备驱动电源优化、动力源的配置等方面的综合改造, 取得了较大的节能效果。
1#池设计规模:3500m³/h。
循环水设计给水温度32℃, 回水温度40℃。
2#池设计规模:5000m³/h。
循环水设计给水温度32℃, 回水温度40℃。
原设计1#池供碳八抽提装置使用, 2#池供碳九细分装置和碳九精制装置使用。碳八抽提装置满负荷生产时大概需要用循环水量2800m3/h, 碳九精制装置需500m3/h, 碳九细分装置满负荷时需用3500m3/h, 总用水量6800m3/h。
一是关联公司的售电6k V电源 (简称公司电) , 双路供电, 执行0.8元/k W·h的协议价, 碳八抽提装置和碳九精制装置使用。二是南方电网的售电10k V电源 (简称市电) , 单路供电, 执行0.5元/k W·h的均价, 碳九细分装置使用。协议价比均价高0.3元/k W·h。
外购关联公司的1.5MPa的蒸汽作热源使用, 由于关联公司没有匹配的低压蒸汽, 只提供1.5MPa蒸汽到装置后通过减温减压装置将压力降至0.7MPa供三套装置使用, 蒸汽总用量是31T/H (包括注入的凝液水1T, 实际耗蒸汽30T/H) 。1.5MPa的蒸汽外购单价150元/吨。
1#池有P-601A、P-601B、P-601C三台水泵, 两开一备;2#池有PT601A、PT601B两台水泵, 一开一备。具体配置如表1所示。
(1) 1#水池循环水泵两开一备, 两台泵额定流量共4000m³/h;2#水池循环水泵一开一备, 额定流量共5000m³/h, 均比装置正常生产时所需循环水量大较多, 存在能力过剩现象。
(2) 1#水池循环水泵电机驱动电源使用的是公司电, 电费单价0.8元/k W·h, 两台常年连续运转, 同等电量的电费比使用市电高出很多。
(3) 1.5MPa蒸汽减温减压至0.7MPa供三套装置使用, 将高品质的蒸汽降级当低品质的蒸汽使用, 造成一定有效能损失。
(1) 通过一条DN1000的倒U型连通管利用虹吸原理将1#、2#两个水池连通, 只需第一次投用时通过对连通管抽真空将液位高的池水引到液位低的池里, 就可确保两池水面保持动态平衡;将两池泵出口总管连通并加上连通阀, 通过连通阀的开关实现两池既能单独使用也能对三套装置能互供互用。实现启动一台大泵一台小泵满足三套装置的循环水供给。原循环水系统工艺流程图如图1所示, 改造后的循环水系统工艺流程图如图2所示。
(2) 将其中一台2000m³/h的水泵355k W、6k V的驱动电机电源更换为355k W、10k V的电机驱动, 使用市电电源, 多使用低价电减少电费 (因市电只有单路供电, 从确保安全平稳生产角度考虑, 只更换一台) 。
(3) 将其中一台大泵的驱动更换为背压式蒸汽透平驱动。主要是根据装置蒸汽总耗量是31T/H, 选用一台汽耗量为31T/H, 背压为0.7MPa的背压式蒸汽透平替换1000k W的电机作为循环水泵驱动。原经由减温减压器送出的蒸汽经由背压机组送出, 在保证供热的同时又减少一台1000k W电泵的耗电, 实现了能源的阶梯利用。背压蒸汽汽轮机性能如表2。
(1) 两个水池联通后, 水泵实现大小搭配, 合理组合, 实现了启用一台1000k W和一台355k W的水泵就能满足三套装置的循环水供给量。减少一台355k W的循环水泵运行, 年节省电费6000V×30A×1.732×0.92×0.8元/KW.H×8000H=183.56万元。材料及施工费约5万。
(2) 更换电机后, 同样355k W的电机用市电和公司电一年 (按8000h算) 的电费分别为:市电费用:10000V×22A×1.732×0.92×0.5×8000=140.2万元;公司电费用:6000V×31A×1.732×0.92×0.8×8000=189.7万元。一年可节省49.5万元的电费差价。新电机及工程费投资约10万。
(3) 背压蒸汽透平驱动循环水泵投用后, 停用1000k W的电机驱动循环水泵。每年 (按8000h算) 节省电费10000V×61.5A×1.732×0.92×0.5×8000=392万元。由于停用减温减压系统, 每小时要多用蒸汽1吨, 年增加蒸汽费用1×8000×150=120万。年减少费用392-120=272万元。设备及工程施工费用不超50万。
按以上方案改造完成后, 全厂循环水系统每年可以为公司节省费用183.56+49.5+272=505.06万元, 总投入65万元, 节能效果非常明显。实践表明:循环水系统节能不局限于单一从叶轮切割节能、变频调速节能、三元流改造水泵等某一方面进行设备改造节能、从循环水系统及所服务装置的全局去考量节能思路效果更加明显, 也进一步拓宽了循环水系统的节能潜力。
摘要：目前循环水系统的节能改造多实行叶轮切割节能、变频调速节能、三元流改造水泵等节能方法, 技术成熟, 效果也非常明显。本文通过对循环水系统使用状况的分析, 找出应用中存在的问题, 并针对存在的问题与所服务的装置实际情况结合, 实施更加适合循环水系统及生产装置节能的解决思路和技术方案, 突破了单纯从循环水泵进行改造的节能局限束缚, 对循环水系统进行综合改造。实施后, 在节能方面取得的非常好的效果, 具有非常好的实用性。
关键词：循环水系统,综合改造,节能,实用性
[1] 刘胜军, 马传魁.200MW汽轮机组以汽动给水泵取代电动给水泵的技术经济比较[J].电站辅机, 1994, (1) :16-22.
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[3] 蓝鹏.循环水系统水泵及冷却塔改造节能效果分析[J].冶金动力, 2014, (3) .
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