旋流池水泵节能技术改造
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2017年第5期 冶 金动力总第 207 期 METALLURGICALPOWER 53
旋流池水泵节能技术改造唐国民(湖南华菱涟源钢铁有限公司机动设备部,湖南娄底417000)
【摘要】对旋流泵站水泵能耗高的原因进行了研究分析。通过对水泵进行重新合理选型及采用高效无密 封自吸泵替代原有低效率自吸泵的方式,提高水泵效率,达到水泵节能目的。【关键词】水泵;节能;旋流池;改造【中图分类号】TH3 【文献标识码】B 【文章编号】1006-6764(2017)05-0053-04
Energy Saving Technical Transformation of Water Pump in Swirl PoolGuo Mingtang(The Equipment Dept. of Lianyuan Iron and steel Co., Ltd., Loudi, Hunan 417009, China)[Abstract] The causes of high energy consumption of the pump in vortex pump station
were analyzed. Through reasonable reselection of pump type and use of high efficiency and non-sealed self-priming pump to replace the original inefficient self-priming pump to improve the efficiency of the pump, which achieved the purpose of pump energy-saving.[Keywords] water pump; energy conservation; swirl pool; transformation
i引言涟钢210转炉厂旋流池泵站2009年建成投运, 泵站主要设备有旋流池提升用自吸泵共5台,将旋 流池水提升至平流沉淀池进行处理,正常情况下提 升水泵2开3备,开1台高压泵,1台低压泵,并联
运行。泵站内另有旋流池冲渣水自吸泵共3台,供工 艺冲渣用水,根据生产实际情况2开1备(或1开2 备),并联运行。210转炉厂旋流池泵站提升泵、冲渣 泵工艺流程见图1。
图1 旋流池泵站提升泵、冲渣泵工艺流程图2改造前水泵及运行参数改造前水泵及运行参数详见表1。注:①提升泵将旋流池水提升至平流池沉淀池进行 处理,旋流池液面与平流池液面实际高程为11.6 m,即水泵实际提升高度为11.6 m。②冲渣泵将旋流池水供炼钢工艺冲渣用,旋流 池液面至冲渣沟口实际高程为约16 m,即水泵实际 提升高度为16 m。3改造前水泵运行参数及效率分析
根据水泵性能曲线与管道曲线,以及210转炉 厂现场工艺情况综合分析,旋流池提升泵、冲渣泵均 与铭牌参数存在很大偏离,水泵运行工况严重偏离 设计工况,导致水泵实际运行效率低,对上述3台水 泵的效率进行测算如下:3.1涟钢210转炉厂旋流井10 kV高压提升泵
(型号:400WFB-6ND)效率测算
1)根据水泵学计算,水泵有效功率为N=yxQx H/360054冶 金动力 2017年第5期METALLURGICAL POWER 总第 207 期
表1改造前水泵参数参数高压提升栗低压提升栗高压冲渣栗水栗的型号400WFB-6ND350WFB-BD1(低压栗)300WFB-CD
栗流量Q/(m3/h)16501280720栗扬程H/m352855~60配备电机功率N/kW315220280配备电机电压U/kV100.3810栗进口压力(自吸深度)/MPa0.028(-2.8m)0.028(-2.8m)0.028(-2.8m)栗出口压力/MPa0.170.170.23栗出口阀开度/%100100100总管压力/MPa0.140.140.193单栗出口实际流量/(m3/h)1570~1620780~830740~760运行电流/A17.4429215.13~16.07电机实际运行功率/kW251.32169.55241.75N—水栗有效功率,kW;
酌—介质流体重度,y=p‘g= 9.81,p为水密 度,为重力加速度;Q---水栗实际流量,m3/h;
H---水栗实际扬程,m。推算改造前旋流池380 V低压提升栗水栗效 率浊水栗=N/N 轴=47.52衣149.5=31.78%3)涟钢210转炉厂旋流井10 kV冲渣栗(型 号:300WFB-CD)效率测算:N=9.81x750x27.8/3600=56.82 kW
高压提升栗的实际流量约为Q=1600 m3/h 水栗实际扬程为H=出口压力+吸深+损失= 17+2.8+2=21.8 m〜=9.81伊1600伊21.8/3600=95.048 kW 电机有功功率P=1.732xUx/xcos椎P—电机运行实际有功功率,kw U—电机运行电压 KVI—电机运行电流,Acos椎----电机功率因数根据现场实测实际U=10.4 kV,/=17.44 A, cos椎=0.8,电机有功功率P=251.32 kW。取电机效率 浊电机= 0.93,电机水栗传动效率浊联=0.98(联轴器硬连接), 推算水栗轴功率N轴=Px浊 电机伊浊联=251.32伊 0.93x0.98=229.05 kW最终推算改造前旋流池10 kV高压提升栗水 栗效率浊水栗=N/N轴=95.048衣229.05=41%2)同理推算涟钢210转炉厂旋流井380 V低压提升栗(型 号:350WFB-BD1)效率测算:〜=9.81伊800伊21.8/3600=47.52 kW 户=1.732伊0.394伊292伊0.85=169.5 kW (该电机实 测实际运行电压U=394 V,电流292 A,功率因数为 0.85)水栗轴功率N轴=Px浊电机伊浊联=169.5伊0.9伊0.98= 149.5 kW尸=1.732伊10.4伊15.6伊0.86=241.75 kW(该电机实 测实际运行电压U=10.4 kV,电流15.6 A,功率因数 为 0.86)水栗轴功率N轴=Px浊电机伊浊联=241.75伊0.93伊 0.98=220.33 kW推算改造前旋流池 380 V 低压提升栗水栗效 率浊水栗=N/N 轴=56.82衣220.33=25.78%通过分析测算,210转炉厂水栗效率严重偏低, 因此需通过技术改造,对水栗重新进行选型,提高水 栗效率,节约电耗将成本。4水泵节能改造方案确定⑴根据210厂冲渣栗及提升栗现场实际工况。 通过设计计算,按实际情况适当降低水栗扬程,在保 证水量、水压完全满足生产的前提下,对现有水栗重 新优化设计选型。使新水栗工艺特性曲线和管道特 性曲线匹配,保证水栗在高效段运行,并淘汰现有效 率低的无密封自吸栗,选用高效无密封节能自吸栗 代替,将水栗效率由现在的25%耀41%左右提升到 70%左右。(2) 节能改造要在保证现有生产不受影响前提进 行,采取分步改造,先备用栗改造,再生产栗进行改 造,确定改造3台水栗,分别从210厂冲渣栗、提升 高压栗、提升低压栗各选1台备用栗进行节能改造, 改造完成后作为主栗运行。(3) 为尽量简化改造施工、降低改造成本,本次节 能改造时充分考虑了现有水栗基础、空间位置,管2017年第5期 冶金动力总第 207 期 METALLURGICAL POWER 55
网、电气、仪控系统匹配等现场实际情况,在新型高 效自吸栗基础尺寸、电机配套、管路走向等设计时, 要求水栗厂家与原现场尽量匹配,改造过程土建、电 气,仪控、管道部分不动,只对水栗及电机进行了更 换,大大降低了改造施工费用,也缩短了节能改造工 期。(4)为测试最终节能效果,采用了现场挂电度表 及累时器进行计量用电量的方式进行测算。5改造前后数据对比(1)从2016年12月15日旋流池第1台冲渣栗 改造起至2017年1月17日,陆续完成全部3台水栗节能改造,并作为主栗投人运行,原有水栗作为备 用。(2) 为保证水栗节能是通过优化选型及提高水栗 效率实现,高效自吸栗投人运行后,首先必须保证满 足现场生产需求,其次是节能改造后水栗的流量、出 口压力不低于改造前,这点尤为重要,因此改造后我 们对水栗节能改造前、后水栗的出口流量、出口压 力、挂表电度数进行了测量对比。(3) 水栗节能改造前后流量、出口压力、电机功 率、水栗效率对比详见附表2、、4。
表2 210转炉炼钢厂旋流井提升泵(高压)改造前后数据对比参数名称改造前改造后(水栗电机整体更换)
水栗的型号40WFB-6ND(高压栗)400NSP1700-24.5栗参数Q=1650m3/h, H=35mQ=1700m3/h, H=24.5m
配备电机功率、电压N=315kW/6P, U=10kVN=200kW/8P, U=10kV
运行模式一用二备
一用二备
栗进口压力(自吸深度)0.028MPa(-2.8 m)0.028MPa(-2.8 m)栗出口压力/MPa0.170.17栗出口阀开度/%100100总管压力/MPa0.140.14单栗出口流量/(m3/h)1570~16501680~1750总管流量/(m3/h)2400~26002500~2700运行电流/A17.4412.4实际运行电压/V1040010400功率因素cos椎0.80.76电机有功功率/kW251.32169.8自吸栗效率/%4166水栗节电率/%-32.4年节约电量/kWh(按8000 h计算)-65.21 万 kWh
表3 210转炉炼钢厂旋流井提升泵(低压)改造前后数据对比
参数名称改造前改造后(水栗电机整体更换)
水栗的型号350WFB-BD((低压栗)300NSP850-25栗参数Q=1280m3/h, H=28mQ=850m3/h, H=25m
配备电机功率、电压N=220kW, U=380VN=110kW/6P, U=380V
运行模式一用一备一用一备栗进口压力(自吸深度)0.028MPa(-2.8 m)0.028MPa(-2.8 m)栗出口压力/MPa0.170.17栗出口阀开度/%100100总管压力/MPa0.140.14单栗出口流量/(m3/h)780~830970~1050总管流量/(m3/h)2400~26002500~2700运行电流/A292153.6实际运行电压/V394394功率因素cos椎0.850.85电机有功功率/kW169.5689.22自吸栗效率/%31.7874.5水栗节电率/%-47.38年节约电量/kWh(按8000 h计算)-64.27 万 kWh