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某泵站泵组节能改造方案及分析探讨
2023-12-15 09:32 中国泵阀制造网 作者:佚名 点击:18594
【中国泵阀制造网 行业论文】文| 董建安摘要:泵组节能改造不仅可以提高设备的运行效率和延长设备的使用寿命,还可以降低企业的运营成本。针对某加压泵站的改造工作进行分析,以总结相关经验,提升公司节能改造工作效果。关键词:节能改造 高效运行 经济效益目前,节能减排已是大家普遍..

某泵站泵组节能改造方案及分析探讨

文 | 董建安

摘要:

泵组节能改造不仅可以提高设备的运行效率和延长设备的使用寿命,还可以降低企业的运营成本。针对某加压泵站的改造工作进行分析,以总结相关经验,提升公司节能改造工作效果。

关键词:

节能改造 高效运行 经济效益

目前,节能减排已是大家普遍关注的话题,其中,供水企业由于泵组数量多,运行时间长,消耗大量电能。随着直购电上网电价的调整,企业电费占据能源费用的大部分,泵组的节能高效运行是供水企业高度关注的课题。

通常泵组节能改造的原因主要基于以下几点:

1. 高能耗:泵组的能耗相对较高,特别是随着电力费率的增长,其消耗的成本也逐年上升,成为企业的主要支出之一。

2.节能空间:根据对泵站改造前的运行数据,不同的系统都存在一定的节能潜力。改造后短期内能收回投资并产生经济效益。

3.优化性能:为了提高泵站的效率,需要对其进行综合技术改造。这包括对取水装置、配套工程、控制系统等进行优化,确保多年平均泵站效率达到最高。

4.技术手段:采用先进的节能技术进行技术迭代,如变频调速、液力透平回收回水余压能量装置等,可以有效地减少电机出力,实现电能的闭环回收和循环利用,从而达到明显的节能效果。

综上所述,泵组节能改造不仅可以降低企业的运营成本,还可以提高设备的运行效率和延长设备的使用寿命。因此,对于任何一个关心经济效益的企业来说,这都是一个不可忽视的重要课题。

针对某加压泵站的改造工作进行分析,以总结相关经验,提升公司节能改造工作效果。

一、项目概况

某泵站由开发区管委会于2016年移交我公司,该泵站安装了型号为AABSL125-505A立式供水泵组4台,参数为Q=300m3/h、H=60m、η=80%、水泵轴功率N=56.17kW、电机配用功率N=75kW,采用变频控制运行,设计最大运行工况为“三运一备”,设计供水能力为2.0×104m3

/d;设计进水压力为0.20MPa,总进水管管径为DN500, 总出水管管径为DN400;水泵进水管管径为DN250,水泵出水管管径为DN200;

其功能是通过泵组变频运行,将管网水转输至上一级加压站容积为600m3水库。由于该工程属于政府移交工程,该加压站存在建筑面积狭小,无吊装装置,无检修工作面,泵组整体大修无法在车间内完成等困难。

二、运行现状

目前该泵站24h连续运行,最近的运行数据显示:通常白天运行工况为2台泵组并联运行,偶尔有3台泵组并联运行状况,进水压力最高0.46MPa,最低0.27MPa,平均0.365MPa;出水压力最高0.75MPa,最低0.60MPa,平均值为0.685MPa;平均供水量580m3/h;变频器长期运行频率为(46-50)Hz;夜晚运行1台泵组,频率为(48-50)Hz,平均供水量2903/h;通过运行数据可以看出,泵组运行方式基本稳定,泵组实际扬程也在0.3MPa附近。泵站近期运行主要数据见下表所示:

三、改造目的

随着近年兰州城建力度加大,沿途供水管线逐步改造更新该加压站进水压力提高,使原安装水泵参数和实际运行工况严重偏离,虽然采用变频调速,但仍存在能源浪费的情况,运行不合理。故相关技术部门讨论后根据现场情况,初步拟定改造计划,计划拆除2台泵组更新为高效节能泵组,达到优化运行节约能耗的目的。

四、改造方案

该改造工作分为土建部分和设备选型安装部分。

土建部分

根据某加压站现况,泵房空间狭小,无法在泵站内安装吊装设备进行更新工作,需将泵房顶部部分拆除并制作活动屋顶,从屋顶洞口进行吊装工作。活动屋顶的改造为以后检修工作也提供方便。

工作内容如下:做好泵组防护,将泵房顶部部分拆除,尺寸大小为3m*1.3m;

为保证结构安全,前后墙做钢支柱DN250*8mm;

贴屋顶处做钢横梁,采用镀锌方管300*250*8mm;

屋顶洞口四周砌筑厚500mm高120mm厚砖砌板墙,砖墙顶部做钢筋砼圈梁,内外壁水泥砂浆抹面,内表面刷乳胶漆;

恢复屋面防水层,洞口围墙四周和女儿墙四周泛水泛起高度为300mm,泛水SBS防水卷材;

吊装洞口采用彩钢保温板制作屋顶盖板,并牢靠固定。

设备安装部分:

按照目前运行流量、扬程确定设备参数,根据实际工况及设备安装难易程度拟定两种改造方案;

方案一:

选用2台参数为Q=300m3/h、 H=40m、配套电机功率为45kW的泵组更新原有3#4#泵组。由于改造设备尺寸变化不大,原有工艺管线略有改动,电气控制系统仍可沿用原有控制系统。完成更新后,3#4#泵并联运行可满足白天水量的需求;如水量继续增加,3#4#泵可与未更新的任意1台泵并联运行,可满足最大时供水量的需求。

优点:

拆除3#4#泵在原位安装新泵组即可,进出水管不做改动,基础做部分调整,电气控制系统不用更改,可沿用原有设备,施工量少。

改造后工艺运行方式灵活,设备备用率较高。

改造后夜间仍可运行1台新泵组,夜间同比原有泵组节能效果明显。

屋顶改造完成后初步解决检修空间问题,可采用吊装拆除安装泵组,避免2#或3#泵组故障必须拆除外侧1#或4#泵组。

如改造完成后,按照目前运行工况计算,年节约电量约20万kWh,合计节约电费约10万元。

缺点:

仍然存在多台泵组并联运行状况,效率相对单台大流量泵组略低。

方案二、

选用1台参数为Q=600m3/h、 H=35m、配套电机功率为75kW的泵组更新原有泵组。完成更新后,此泵组单独运行满足水量的需求;如水量继续增加,此台泵与未更新的任意1台泵并联运行,可满足最大时供水量的需求。

优点:

在原泵位安装新泵组,工艺方面进出水管仅需加装短管变径,基础做部分调整,电气控制系统不用更改,可沿用原有设备。

该泵组单独运行可满足白天工况条件,运行效率较高,避免泵组并联运行状况。

如改造完成后,按照目前运行工况计算,年节约电量约22万kWh, 合计节约电费约11万元。

缺点:

此方案需要对出水管做部分改动,对泵组基础进行改造。

由于空间狭小,施工难度较大。同时更换为大流量泵组后以后检修不太方便,拆卸安装难度较大,改造后,夜间仍需运行原有高耗能泵组,没有彻底解决夜间泵组不经济运行状况。

设备运行方式单一,设备备用率较方案1低。

管网进水压力目前偶尔出现小于0.35mpa情况,如果进水压力低于0.35mpa,该设备存在供水压力不足的问题。

五、节能效果分析:

按照节能方案,对理论节能量进行计算,并通过水泵生产厂家提供的泵组性能曲线表核算,节能量基本一致。

方案1节能分析:

根据现场提供运行数据分析,白天基本运行2台泵组,运行时间16小时,夜间运行一台泵组泵组运行8小时。白天单台运行泵组频率为46Hz,功率约为:(46/50)3x75x0.9x2=58.4*2=105.12kW,夜间运行频率为48Hz,功率为59.7kW,每天耗电约为105.12x16+59.76x8=1681.92+478.08=2160kW,月度为2160x30=64800kWh.按照新选泵组测算流量为300时,电机功率为45kW测算,白天运行45x0.9x2x16=1296kWh,夜间运行45x0.9x8=324kWh,合计1536kWh,每天节约540kWh,年度节约电量540x365=19.7万kWh,节约电费约10万元。

方案2节能分析:

根据泵站提供运行数据分析,白天基本运行2台泵组,运行时间16小时,夜间运行一台泵组泵组运行8小时。白天单台运行泵组频率为46Hz,功率约为:

(46/50)3x75x0.9x2=58.4x2=105.12kW,夜间运行频率为48Hz,功率为59.7kW,每天耗电约为105.12x16+59.76x8=1681.92+478.08=2160kW,月度为2160x30=64800kWh.按照新选泵组测算流量为600时,电机功率为75KkWW测算,白天运行75x0.9x16=1080kWh,夜间仍需运行原有泵组,每天节约1681.92-1080=601.92kWh,年度节约电量601x365=21.97万kWh,电费约11万元。

费用回收期计算:

方案1改造约45天,造价约37万 ,按照年度节约10万计算静态回收期约为3.7 年。

方案2改造约60天,造价约27万,按照年度节约11万计算静态回收期约为2.5 年。

六、初步建议:

通过方案1、2综合比较,均有较好的节能效果,比较彻底解决目前存在进水扬程较富裕的问题,方案1夜间泵组仍可运行新改造泵组,效率较原有泵组效率也有所提高,达到较好节能效果。

考虑某加压站的重要性、工艺运行方式灵活性、设备备用率、压力小于0.35Mpa供水保障率及后续改造的可能性(根据夜间运行状况,再更新1台较低扬程泵只在夜间运行),所以建议采用方案1进行节能改造,待运行稳定后根据工艺状况对剩余2台泵组做进一步改造工作。

七、心得

通过对该类加压站的调研,发现外部移交泵站普遍存在设计选型偏大,检修空间不足、自控系统对接难度大等问题。针对此类问题建议:1、完善泵房标准化管理制度,凡是外部移交泵站均应按照本企业要求配置相关功能,不满足条件的,和移交单位协商整改。2、争取政府政策支持,外部企业自建供水泵站,凡是需要和公共供水管网直接连接的纳入供水企业管理范围,设计施工需经供水部门审批后实施。3、业主单位也需加强用水分析,提供合理用水需求,按照近中远期逐步实施。

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