DQZHAN技術(shù)訊：工業(yè)節(jié)能案例：石化工業(yè)泵的節(jié)能降耗的方法
石化工業(yè)泵占國內(nèi)工業(yè)用泵總量的1/3.如果每臺(tái)石化工業(yè)泵的耗電量降低一點(diǎn)點(diǎn)，則整個(gè)石化工業(yè)的能耗問題將大為改觀。如何才能實(shí)現(xiàn)石化工業(yè)泵的節(jié)能降耗已成當(dāng)務(wù)之急，濟(jì)南格魯能源水泵節(jié)能改造小編歸納起來大致有如下幾種方法。
(1)提高泵本身的效率，在泵的設(shè)計(jì)與制造上狠下功夫，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和加工手段制造泵，或者采用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)泵的利用效率。
據(jù)介紹，國內(nèi)生產(chǎn)石化用泵的制造廠有100多家，除了一般油泵、化工流程泵和水泵外，近年來自主研發(fā)或引進(jìn)國外技術(shù)，開發(fā)了煉油和化工裝置的高溫高壓進(jìn)料泵、高速泵、低溫泵、屏蔽泵和化工流程泵等，部分滿足了石化生產(chǎn)的需要。產(chǎn)品質(zhì)量有了較大提高，規(guī)格進(jìn)一步增加，滿足了國內(nèi)石化工業(yè)80%的石化泵的需要。如沈陽水泵廠為煉油廠加氫精制和加氫裂化裝置研制的加氫進(jìn)料泵，已經(jīng)應(yīng)用在100萬噸/年加氫裂化、200萬噸/年加氫脫硫和300萬噸/年加氫精制裝置中。
但與國外先進(jìn)水平比較，國內(nèi)石化用泵在設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法上還有差距。特別是水力元件開發(fā)的前期投入不足，在泵的水力元件研究和開發(fā)上，產(chǎn)、學(xué)、研嚴(yán)重脫鉤。總的來看，國外石化泵的生產(chǎn)技術(shù)比較成熟，規(guī)格品種多，標(biāo)準(zhǔn)化程度高。國外發(fā)展方向主要是大型化、高速化、機(jī)電一體化及泵產(chǎn)品成套化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，多品種、性能廣、壽命長(zhǎng)及高可靠性、高效率、小型化，泵用密封、軸承生產(chǎn)大型化和專業(yè)化。特別是高溫、低溫和超低溫泵、高速泵、精密計(jì)量泵、耐腐蝕泵、輸送黏稠介質(zhì)和帶固體顆粒介質(zhì)泵、屏蔽泵等產(chǎn)品發(fā)展很快。
(2)應(yīng)用變頻器改變泵的轉(zhuǎn)速，提高泵的運(yùn)行效率。實(shí)踐證明，變頻調(diào)速裝置是企業(yè)技術(shù)改造、節(jié)能降耗的理想設(shè)備。毫無疑問，這種調(diào)速方式將成為石化企業(yè)中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的**。
泵類的選擇，多是根據(jù)滿負(fù)荷工作需要來選型。實(shí)際應(yīng)用中，泵在大部分時(shí)間并非工作于滿負(fù)荷狀態(tài)。離心泵的主要性能參數(shù)包括流量Q、揚(yáng)程H、功率N和效率η.而在轉(zhuǎn)速變化時(shí)，由泵的近似法則：n/n1=Q/Q1、H/H1=[n/n1]3、N/N1=[n/n1]3=[Q/Q1]，由上面公式可以看出當(dāng)改變泵的轉(zhuǎn)速時(shí)，其流量、揚(yáng)程及功率都變化。功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，轉(zhuǎn)速降低時(shí)功率大大降低。例如當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的80%運(yùn)行時(shí)，理論上其消耗的功率為額定功率的(80%)3，即51.2%，除去機(jī)械損耗、電機(jī)銅、鐵損等影響，節(jié)能效率也接近40%.由于轉(zhuǎn)速與頻率成正比，變頻節(jié)能即源于此。
采用變頻器直接控制泵類負(fù)載是一種科學(xué)的控制方法。由于變頻器可實(shí)現(xiàn)大電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電動(dòng)機(jī)故障率，延長(zhǎng)使用奉命，同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)的容量要求和無功損耗，因此為達(dá)到節(jié)能目的推廣使用變頻器已成為各地節(jié)能工作部門以及各單位節(jié)能工作的重點(diǎn)。實(shí)踐中，對(duì)于典型工藝流程如塔中段循環(huán)回流泵和多數(shù)塔頂冷回流泵等，均具有泵吸、排液面壓力及液面高度相當(dāng)?shù)奶攸c(diǎn)(pa≈pb、Za≈Zb)，即△p/γ+△Z→0，低負(fù)荷時(shí)，變頻調(diào)速后節(jié)電率一般為60%～70%，個(gè)別泵甚至超過85%.對(duì)于工作在吸、排液面壓差大或位差大工藝流程的設(shè)備，設(shè)備變頻調(diào)速的節(jié)電效果則不明顯，如高中壓過程的機(jī)泵，由于△p/γ+△Z>h，即使在低負(fù)荷下運(yùn)行，H中靜揚(yáng)程所占比例也較大，變頻調(diào)速后節(jié)電率通常小于30%.茂名石化煉油廠根據(jù)電泵應(yīng)用變頻器設(shè)備能有效降低電機(jī)耗電量的情況，成功對(duì)裝置中部分流量變化大、且閥位調(diào)整范圍大的電泵安裝了機(jī)泵變頻器，較原來節(jié)省了30%電量。
(3)泵的選型與使用正確與否，也決定著石化工業(yè)節(jié)能降耗的真正實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)企業(yè)有責(zé)任與用戶溝通，提供合理的產(chǎn)品型號(hào)及相關(guān)服務(wù)，而用戶必須把好選型這一關(guān)，防止以往“大馬拉小車”之類不必要的能耗。
機(jī)泵是煉油廠的心臟，在煉油過程中機(jī)泵輸送的物流總量約為原油加工量的40多倍，所以耗電量大是可想而知的。在煉油裝置中，電動(dòng)機(jī)是應(yīng)用面*廣、數(shù)量*多的電氣設(shè)備之一，其大部分負(fù)載為機(jī)泵，而定速泵在所耗功率中，被工藝物流吸收作有用功率的僅占30%～40%，其60%～70%的電能消耗于調(diào)節(jié)閥節(jié)流控制壓降和因?yàn)樘幚砹?、及設(shè)計(jì)裕量大所造成的“大馬拉小車”而導(dǎo)致的泵出口閥壓降上。
所以，作為泵的管理者和使用者，首先應(yīng)合理地選用泵，要做到選型*大限度地合理，即站在系統(tǒng)的角度上做到各組成(泵、電機(jī)、各種相關(guān)附件)的匹配是*佳的、*合理的，正確地確定泵的幾何安裝高度，這是提高泵運(yùn)行效率的關(guān)鍵;其次要選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)方式，這里有兩種情況：對(duì)于工藝流程經(jīng)常變化或者泵本身就是為調(diào)節(jié)工藝參數(shù)而設(shè)置的，泵就要適時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)中，應(yīng)盡量選用變速調(diào)節(jié)，不用節(jié)流調(diào)節(jié)。至于選用何種調(diào)速方式，還應(yīng)具體問題具體分析。對(duì)于工藝參數(shù)基本穩(wěn)定，泵選用過大，現(xiàn)場(chǎng)采取關(guān)小閥門調(diào)節(jié)流量，造成泵的工作流量遠(yuǎn)小于額定流量，工作壓力遠(yuǎn)高于額定壓力的情況，采用切割葉輪外徑的方式調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟(jì)。
(4)在泵組運(yùn)行過程，通過注意細(xì)節(jié)、挖掘能效的做法，實(shí)現(xiàn)操作挖潛、狀態(tài)運(yùn)行振動(dòng)檢測(cè)動(dòng)態(tài)管理，進(jìn)一步控制資源和能源的浪費(fèi)。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和管理任何機(jī)器都需要進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，由于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和管理不善造成泵運(yùn)行效率較低的事例是很多的。主要存在如下一些問題：
①不進(jìn)行定期檢修。
②液封、液冷、潤滑系統(tǒng)不暢。
③易損件不進(jìn)行定期更換。
④不作失效記錄和分析。
⑤緊固件不進(jìn)行定期檢查。
近年來，濟(jì)南格魯能源科技有限公司針對(duì)煉油裝置機(jī)泵的機(jī)械密封消耗量大，部分機(jī)泵每年更換機(jī)械密封高達(dá)10套以上的情況，組織職工開展了“精心維護(hù)，降低機(jī)泵機(jī)械密封消耗”活動(dòng)，取得較大成績(jī)。他們建立健全了一套機(jī)封修復(fù)、檢測(cè)、領(lǐng)用制度，自己動(dòng)手，修舊利廢，僅一年多時(shí)間，就修復(fù)利用動(dòng)、靜環(huán)近千套(只)，節(jié)約檢修成本百余萬元。
他們堅(jiān)持“能并則并、能減不加”的原則，優(yōu)化機(jī)泵運(yùn)行管理，將裝置中可以相互共用的機(jī)泵，停下其中一臺(tái)合用為一臺(tái)使用，降低用電量，目前已成功對(duì)0.35兆帕、1.0兆帕軟化水的電泵停開一臺(tái)，合用一臺(tái)注水泵。裝置節(jié)電效果收效明顯。
總之，節(jié)能形勢(shì)依然很嚴(yán)峻。除了繼續(xù)加大宣傳力度，生產(chǎn)企業(yè)及個(gè)人必須有節(jié)能意識(shí)，如果每一臺(tái)泵都能做到節(jié)能降耗，整個(gè)石化工業(yè)節(jié)能降耗才能落到實(shí)處，才會(huì)有真正的改觀。
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