1、前言

　　中盐新干盐化有限公司60万t/a盐硝联产项目真空系统配套的循环冷却水系统，水泵实际运行工况点偏离设计工况点，与管路系统不匹配，水泵性能不稳定、运行效率低、噪音大、叶轮腐蚀快、寿命短。为此，在基于“合同能源管理”模式下对原循环冷却水系统进行了节能技术改造，取得了明显的节能效果。

　　2、技改前概况及问题

　　循环冷却水系统共八台水泵，其中四台冷水泵，流量1944(m3/h)，扬程41．6m，配用电机315kW；四台热水泵，流量1987m3/h，扬程30．2m，配用电机250kW。经测量分析诊断，系统存在以下问题：

　　(1)水泵的实际运行工况点偏离设计工况点且与管路系统严重不匹配，水泵运行效率低，能耗高，系统效率低。

　　(2)水泵设备性能欠佳，运行效率低，运行成本高，寿命短。

　　系统流程示意图如图1(以地面为零标高；泵房位于－3m；最高用水点：混合冷凝器高28m，真空度0．09MPa)，原循环水系统设备如表1。

　　图1 系统流程图

　　表1 原循环水系统设备、管网情况

　　注：1．盐硝实际产能80万t/a；2．主要冷却设备混合冷凝器(HD－301)，9m以上负压，进出温差8℃；3．循环冷却水流量5100m3/h～5500m3/h；4．水质含盐较多，具有腐蚀性，对设备，管路影响较大，现场大多数水泵运行效率下降明显，维护成本高；5．运行模式：冷、热水泵均3台并联运行，运行时间：约290d/a，24h/d。

　　3、在线流体系统纠偏节能技术简介

　　通过对流体输送系统原设计工况的检测及参数采集，按系统最佳工况运行原则，建立专业水力数学模型，判断引起高耗能的因素，找到系统的最佳运行工况点(见图2)，设计生产出与系统最匹配的高效流体传输设备，替换原有设备，使系统始终保持在最佳运行工况，以达到节能降耗的目的。

　　图2 水泵机械特性曲线与管道特性曲线图

　　如图2所示，按设计热交换量要求水量QA计算的循环水系统总阻力为HA(即设计扬程)，设计运行工况点A的设计水泵效率ηA最高，水泵轴功率NA最低。当设计的水泵安装完成调试时，实际运行的工况点在B点，运行参数为流量QB、扬程HB、轴功率NB，当运行水泵轴功率远大于安装电机额定功率时，水泵振动严重、噪声很大，甚至烧毁电机。此时操作人员人为增加系统阻力，如闭阀门操作使水泵电机在不超额定电流的C点工况运行，以保证水泵能连续运行。当前循环水系统运行状况普通存在“设计高扬程水泵，而实际在低扬程、大流量、低效率、高功耗运行”的突出问题。

　　如在图2中用曲线表示，这是一条当流量等于零时水泵扬程等于几何扬程△h，流量等于QB时，水泵扬程等于HB，通过B点的抛物线方程曲线—即管路特性曲线，表明在该循环水系统运行的水泵运行工况(Q、H)一定在该管路特性曲线上，即待选的水泵机械特性曲线与管路特性曲线的交点，且该交点的流量为实测的运行流量QC，扬程为HC‘的C’点，即为技改水泵的最佳运行工况点，按最佳工况点参数(QC、HC‘)定制的水泵一定是与该循环水系统相匹配的高效运行的最佳节能水泵。

　　由于水泵的轴功率是与流量、扬程乘积成正比，原水泵运行功率可用O、HC、C、QC、O面积表示，技改泵运行功率用O、HC’、C‘、QC、O面积表示，两者之差HC’、HC、C、C‘、HC’面积即为节约的能耗。

　　4、实施改造及效果

　　依据在线流体系统纠偏节能技术，在分析系统管路布置、生产负荷、设备运行参数，得出管路实际特性曲线情况下，拆除原所有冷、热水泵，由节能科技公司定制选用国内优秀水泵，并负责现场施工安装和调试，解决了原系统设备偏离设计工况、超功率运行和噪音大等问题。在基于“合同能源管理”模式下，由节能科技公司投资进行改造，并承担所用设备五年内的保修责任，技改成功后按一定比例分享系统一定时间内正常运行所节省的电费。合同期满后，节能技改项目的全套设备所有权自动归我司所有。

　　循环水系统经技改后能满足生产工艺需求，1h总节电约475．5kW·h，按年运行290d、每天24h，年节电约330．9万kW·h。改造前后所测数据如表2。

　　表2 循环水泵改造前后数据对比

　　5、结论

　　此次改造彻底解决了原循环水系统水泵实际运行工况点偏离设计工况点，与管路系统不匹配、水泵运行效率低、能源利用率较低等问题，改造后循环水系统能满足生产工艺要求，并取得了节电率34．7%，年节电约330．9万kW·h的显著效果。合同能源管理模式下，企业前期无需进行投资，改造成功后共享节能效益，是一种节能技术改造领域的良好合作形式。