循环水系统水泵及冷却塔改造节能效果分析

蓝鹏

（重庆赛迪冶炼装备系统集成工程技术研究中心有限公司，重庆 401122）

循环水系统水泵及冷却塔改造节能效果分析

蓝鹏

（重庆赛迪冶炼装备系统集成工程技术研究中心有限公司，重庆 401122）

主要针对某循环水系统运行特点，根据水泵富余扬程，通过对比改造水泵或改造冷却塔两种方案节能效果，分析得出改造水泵的节能效果更明显。

循环水系统；冷却塔；节能；对比

1 前言

在循环冷却水系统设计过程中，由于存在系统管路变化、设备水头损失不准确等变量因素，往往无法准确计算系统阻力损失，所选择水泵扬程偏大，从而造成系统实际运行工况与设计存在偏差，水泵偏离工况点运行，水泵出口阀门憋阀运行等情况。水泵富余扬程被消耗于阀门上或因为水泵偏离工况点造成能量的浪费。循环水系统的改造方式有两种：一是更换与系统阻损相匹配的水泵，二是改造冷却塔风机，利用水泵富余扬程直接上塔并利用此部分动能驱动水轮风机运行从而取消原有电动风机。两种方式节能优劣存在争议，下面笔者针对某循环水泵站运行现状对两种改造方式节能效果进行对比分析。

2 水泵改造分析

一般认为在不改变循环水系统水用户需求水量和压力的前提下更换与系统更为匹配的水泵是简单有效的方式。改造前水泵出口压力0.22 MPa，水泵憋阀运行，阀门开度24°，阀后压力0.12 MPa。0.1 MPa的水泵富余扬程被消耗在阀门上。现对水泵及电机进行更换，保证水泵在阀门全开的情况下能满足系统流量，水泵出口压力达到0.12 MPa。

根据离心泵轴功率（N）及电耗（W）计算式得出：

改造前：

式中为水的密度取1000 kg/m3，水泵效率值取η=η1=0.75，电机效率值取η2=0.95。

更换前后耗电量情况见表1。

表1 改造前后水泵耗电量表

从表1可以看出更换水泵后，系统总功率降低了103.2 kW。

3 冷却塔改造分析

冷却塔风机改为水轮风机后，由冷却塔进水直接驱动风机，驱动冷却塔水轮风机的最低进水水头为0.10 MPa。本循环水系统的富余扬程可以满足改造条件。将现有冷却塔电动风机全部修改为水轮机，水泵出口阀门全开，富余扬程驱动水轮风机工作。已知单台冷却塔处理水量2800 m3/h，风机直径8 m，风机额定功率95 kW，电压380 V，运行电流182 A，功率因素0.8。

冷却塔改造前后耗电量情况见表2。

表2 改造前后冷却塔耗电量表

从表2可以看出冷却塔电动风机更换为水轮风机 后，系统总功率降低了96 kW。

4 结语

从以上分析可得出，在水泵富余水头刚好满足冷却塔水轮风机驱动条件下，改造水泵节能效果优于改造冷却塔水轮风机，在水泵富余水头更大的情况下，改造水泵的节能效果更为明显。因此，在循环水系统的节能改造中，改造水泵是优先的选择。[1]姜乃昌，泵与泵站（第五版）[M]，北京：中国建筑工业出版社.2007.

表1 过滤器滤料级配调整对比表

通过滤料级配调整，过滤器出水悬浮物明显降低，油含量基本与调整前持平。两台过滤器运行15天后，根据评价结果对其他过滤器按照新级配进行了滤料更换。

4.3.3 改变介质过滤器反洗方式，提高反洗效果。原过滤器反洗方式存在缺陷，导致反洗不彻底，通过改变反洗方式在气洗前先对过滤器进行排水操作，将过滤器液位降至进水口以下，一方面使得自动排气阀自动复位后使得气洗时排气通畅，另一方面将液位下降至进水口以下杜绝气洗时滤料跑出。经现场试验确定排水时间为2 min。

4.3.4 调整过滤器反洗强度。过滤器经过排水和气洗，开始水气混合洗时先启动一台反洗水泵，水量控制在250～280 m3/h之间，反洗15 min后，关闭压缩空气，启动第二台反洗水泵，反洗水量控制在550～650 m3/h，反洗时间20 min。反洗出水水质清澈后结束反洗，过滤器投入运行。

4.4 调整二冷水运行方式及日常管控

经与用户联系，在停浇时不停二冷水供水或者短时间停水，其他时间通过冲渣管道将水排至冲渣沟后回旋流井，减少二冷水在吸水井、管道内的沉积时间，避免停机后再次开机时沉积物集中随水流进入滤网造成滤网堵塞。此外，为加强岗位对水质管控、调整使供水水质进一步得到稳定控制，为岗位配发浊度仪，每两小时对供水浊度进行一次检测，出现较大波动时及时分析调整；对每台介质过滤器出水每日进行一次浊度检测及反洗跑料情况检查，保证介质过滤器出水浊度控制在2 NTU以内，单台介质过滤器出现问题及时进行停运检修。

5 效果

自从2013年2月至5月期间对连铸机二冷水系统开始逐步实施改进方案，连铸二冷水已得到很大改善优化后同期，6月份对比浊环水水质悬浮物悬浮物指标明显下降，含油量也有所下降。对策实施前水中悬浮物平均约为25.67 mg/L，油平均约为2.78 mg/L，对策实施后悬浮物平均约为14.95 mg/ L，油平均约为2.23 mg/L。通过定修时，拆喷嘴滤网观察，滤网内黑色物质已明显减少。在各项措施实施后，7#、8#连铸机喷嘴及滤网堵塞频次已大大降低，大面积喷嘴堵塞现象已不再发生。

[参 考 文 献]

[1]徐升，沿海钢铁厂连铸二冷水喷嘴堵塞原因分析与对策[J]冶金动力2013,160(6),52-56.

[2]肖波，潘丽梅 连铸二冷水喷嘴堵塞故障的防止 [J]冶金动力, 2013,157(3),70-75.

[3]李英，俞英，连铸二冷水喷嘴堵塞原因分析与对策[J]武钢科技2008,46(6),41-45.

收稿日期：2013-11-25

作者简介：陈治国（1964-），男，2006年7月兰州交通大学本科毕业，高级工程师，，现从事钢厂工业水系统管理及技术工作。

A Com parative Analysis on the Energy Saving Effect of Modification of Pump and Cooling Tower in Circulating Water System

LAN Peng
(Chongqing Saidi Metallurgical Equipment Integration Engineering Technology Research Center,Chongqing 401122,China)

Through comparative analysis of the energy saving effects of pump modification and cooling tower modification based on the operation characteristics of the circulating water system and surplus pump lift,it was concluded that pump modification would bring better energy saving results.

circulating water system;cooling tower;energy saving;comparison

TQ085

B

1006-6764（2014）03-0057-02

2013-12-11

蓝鹏（1986-），男，大学本科，给排水助理工程师，现从事给排水设计工作。