摘 要 ：海化纯碱的两套循环水系统 存在随季节变化运行泵组流量不足或过剩的问题 ，浪 费 电 力 资 源 。为此海化纯碱通过合同能 源 管理模式与一家节能公司合作 ，采取对泵体结构重新设计 定 型 、 喷涂光滑的新型耐磨涂层 、使 用 机 械 密 封 、优化密封环的结 构与型式等措施 ，显著提高泵的运行效 率 。但节能泵也存在流量可调弹性小 ，运 行 工 况 狭 窄 ，备件采购不便等情况 。

在化工生产 中，为了将生产过 程中各类化学反 应热及时移出，企 业都配备循环水 系统以达到降温 目的。大型 循 环 水 系统一般配备高压电机和大流 量、低扬程的泵组，根 据 热 量 移 出 量 的 多 少 ，来 匹 配 泵组的开机规 模。 但该系统 往往会存在大流量 、小 温差、低效率、高能耗的运行现状。近几年随着节能 技术的不断发展，高效节能设备应用于纯碱生产 ，取 得了较好的节能降耗效果 。

１现  状

海化纯碱共有两套循环水系统  ，分别应用于新、 老线生产系统中 的 重 碱 、压 缩、煅 烧 等 工 序，供 水 流 程基本一致。即“水泵 － 输 水 管 道 － 换 热 器 － 回 水 管道－凉水塔－ 蓄 水 池 － 水 泵 ”。 两套系统分别配 备 五 台 ２８ＳＡ －１０Ａ （Ｋ）双 吸 离 心 泵，额 定 流 量 ３６００ ｍ３／ｈ，扬程 ５１／５２ ｍ，配 套 电 机 为 ７１０ｋＷ • ｈ，型号为   ＹＫＫ５０６Ｚ－８高压电机，五台泵组按照并 联运行 方 式。 该 泵 在设计上存有一定的流量富裕 量。在高温季节，一般开启三台泵组运行  ，短时间内 开启四台运行；在低温 季 节 例 如 １～３ 月 份，１１～１２ 月份开启两台泵组即可满足生产冷却要求  。但是会 出现一台泵组流量不足 ，两台泵组流量过剩的现象 ，只能利用调整阀 门开度达到控制流量的目的 ，造 成 电机输出功率与 泵组运行效率不符的情况 ，浪 费 大 量的电力资源。

２ 改   进

为了解决循环水供水系统电机输出功率与泵组 效率匹配问题，达到节能降耗目的，需要从两方面进 行技术改造。

２．１   改变电机输出功率

目前普遍应用的技术是采用变频或磁力耦合调速节能技术。海化纯碱已经在部分生产工序采用低 压变频技术，运行工况比较稳定，节电效果良好。但 是变频控制装置发生故障时 ，造成设备开停频繁，导 致局部甚至较大范围生产波动 。而且高压变频和磁 力耦合调速节能技术在大型循环水泵应用方面未见 有成熟的经验，况 且象循环水泵这样的大型关键设 备一旦发生故障，会导致整个生产系统发生较大波 动甚至停产，给企业带来不可估量损失  。

２．２   改变泵组输出运行特性

每台应用于生产的水泵都具有特定的 特 性 曲线。该曲线与很 多 因 素 有 关 ，例如液体的密度或粘 度，叶轮出口宽度、叶片的出口安放角与叶片数以及水泵的泵腔形状 等均对 水泵的特 性曲线产生影响 。 在水泵的特性曲 线 中 ，对于任何流量点都可以找出 一组对应的扬程、功率和效率值等参数  ，称为泵的运 行工况，对应最高效率点我们称为泵的******工况点  。 在实际生产实践 中，是利用管道特 性曲线与泵的特 性曲线共同确定经济和安全运行工况点  。目前国内 水泵生产企业和部分节能公司都掌握水泵节能改造专利技术 并 应 用 推 广。 为 此 海 化 纯 碱 于 ２０１３ 年 ９ 月，通过合同能源 管理模式与国内 一家节能有限公司开展合作，对我厂循环水泵进行节能技术改造  。 

该技术是对现有在线运行的循环水泵所有运行参数进行较长时 间 的 跟 踪 标 定 并 综 合 处 理 ，并 对 整 个循环水供水管网、供水分布点、供水情况等进行分 析，形成循环水 系统运行工况分 析 报 告 。 对 循 环 水 泵的所有 运 行 参 数 以 及 管 道 供 水工况进行综合分 析，将其输 入 计 算 机 模 拟 系 统，利用计算机模拟技 术，查找并消除影 响水泵特性曲线 和管道特性曲线 的不利因素，进行 优 化 设 计，确认******水力模型 ，量 身定做高效节能水泵。该技术优化设计过程包括对 叶轮进行重新设 计 定 型 ；在水泵过流部件表面喷涂 光滑的新型耐磨 涂 层 ；采用机械密封替代传统的填 料密封；优化密 封环的结构与型式等。 加 装 节 能 装 置，该装置能够调节水泵出水口流态 ，使紊乱的流体 通过装置后变为平稳的层流 ，降低水力损失，提高系 统效率，达到节 能 效 果。 该技术只对循环水泵体进 行改造，其它设施附件例如电机 、基 座、进 出 口 管 道 等规格、型号不发生任何变化  ，这就大大缩短设备改造施工时间。改造后泵体构造如图１所示。

图 １  改造后泵体构造图 

３ 结果和应用

２０１４年 １ 月 份 对 老 系 统 １＃ 、４＃ 循 环 水 泵 进 行 技术改造，改造 后 的 泵 型 号 为 ＳＣ３６００－９０，新 泵 体 自重和外形体积对比原泵大大减少  ，泵体结构紧凑， 内腔处理平滑，使 用 机 械 密 封。 泵 体安装完毕后按 照合同要求 进 行 连 续 ７２ｈ 跟 踪 标 定，水 泵 整 体 运 行情况良好。两台泵组供水量７０００ｍ３／ｈ，电机运行电 流６３Ａ 左右，对比改造前降低９Ａ，泵出口压力０．４５ ＭＰａ。各项运行 参 数 除 电 机 运 行 电 流 降 低 外 其 余 参 数未发生变化。根 据 供 水 流 量 与 该 泵 实 际 电 力 消 耗 计算，各台 循 环 水 泵 节 电 率 在 １２％ 左 右。 我 们 将 改 造后的各类运行参数输入计算机计算模拟后，得出该泵的特性曲线，如图２所示。由图中看出改造后循环 水泵的运行效率在相同工况点处大大提高。

１．扬 程 ——— 流 量 变 化 曲 线

２．效 率 ——— 流 量 变 化 曲 线

３．功 率 ——— 流 量 变 化 曲 线

４．改 造 后 效 率 ——— 流 量 变 化 曲 线

图 ２  泵的特性曲线图 

该泵组自２０１４ 年 ２ 月 份 投 用 以 来，全 年 运 行， 维保时间短，运 行 工 况 良 好。 只是在高温季节加开 一台原装泵。２０１３～２０１７ 年，系 统 负 荷 由 ６７．２３％ 增加到 ８８．５５％，产 品 电 耗 由 ２８．４４ｋＷ•ｈ／ｔ降 低 到１０．４２ｋＷ•ｈ／ｔ。 在 ２０１３～２０１４ 年 度 因 为 系 统 开机规 模 较 小，单位产品电耗仍有 ３．３４ｋＷ •ｈ／ｔ 的降低幅度，随着系统负荷的提高，高效节能泵的优点 体现出来。到 目 前 为 止，老系统吨循环水耗电完成 ０．１７９ｋＷ•ｈ。截止到 ２０１７ 年 １２ 月 份，累 计 节 约 电 力１６９３．５３万ｋＷ•ｈ，节约 能 耗 ２０８０ｔ标 准 煤，减 少 碳 排放１４９７０ｔ。真正达到节能降耗减排的目的。

４  存在问题

１）ＳＣ３６００－９０型式节能泵供水流量没 有 富 裕 ， 在  同等工况下单泵******流量不超过３６００ｍ３／ｈ。该 泵比较适合于泵 组 转 速 恒 定 ，输送介质量大且输送 压力稳定的工作场合 ，特别适合于水质类供水系统 。 该泵组在 与其它未更新改造 的 同 类 泵 组 并 联 运 行 时，在供水量增大或末端供水压力升高时  ，会造成泵 组之间运行负荷的转移  ，达不到应有的节电效益。

２）该泵组不适合于供水管网压头变化幅度较大 的场 合。 在 实 际 生 产 运 行 中，当 系 统 末 端 压 力０．４８ ＭＰａ以上时，该泵组运行 电 流 基 本 与 其 它 未 改 造泵组电流持平 甚 至 高 于 其 运 行 电 流 ，这 就 说 明 泵组未 处 于 节 电 状 态 ；当 末 端 压 力 在 ０．４８ ＭＰａ 以 下 时其运行 电 流 方 可 达 到 ８～１０ Ａ 的 差 额，当 末 端 压 力０．４５ ＭＰａ运行时经济 效 益 最 佳。 这 说 明 该 类 节能泵运行工况点本身有一个较为狭窄且固定的经济 运行区域，超出该区域节电效果较差 。

３）该节 能 泵 节 电效果标定可以采用电流变化 量、单位时间电量变化量  、单位时间吨循环水耗电量等参数来标定。 但是电 流变化量 无准确计量器具 ； 使用电量变化量 可 以 进 行 标 定 ，但 要考虑电压稳定问题；在循环水系统计量器具完整的情况下  ，使用吨循环水耗电量来标定较为准确 。但是通过三者跟踪 数据分别计算节电率 ，结果不一，很难对高效节能泵 的经济效益进行合理判断 。

４）该节能泵 属于技术专利产品 ，在 合 同 期 内 供 货商负责设备维保  。但是合同期外，在备品、备件采购和使用上造成 供货单一的局面 ，不利于企业多方 比价采购。