基于钢厂循环水系统的节能改造.pdf

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1、GM给排水专题【摘要】主要阐／．-t／．在钢厂循环水系统中存在的能耗问题，从系统运行的效率为出发点，对系统管路中各耗能器件进行分析，通过分析得到的结果进行循环水系统的整体改造。设计高效水泵，淘汰非高效电动机，并联管路流量组合匹配优化，系统管网优化论述循环水系统的节能空间。【关键词】循环水系统效率节能高效基于钢厂循环水系统的节能改造上海瑞晨环保科技有限公司(201801)赵鹏举薛建康一、前言我国的钢铁、水泥行业，存在严重产能过剩，2015年钢价下挫，钢企普遍亏损，2015年第四季度中钢协提出限产保价的战略

2、来保证钢企的生存；水泥行业更是雪上加霜，面1临40％的过剩量。我国在2015—2016年定义为经济转型期，在这个大环境下国家制定了“十三五”规划，在规划中指出“支持绿色清洁生产，推进传统制造业绿色改造，推动建立绿色低碳循环发展产业体系，鼓励企业工艺技术装备更新改造。发展绿色金融，设立绿色发展基金”。这就为节能改造提供了有利的政策条件。在钢厂循环水系统是不可或缺的能耗大户，循环水系统主要是用来冷却生产设备，为安全生产提供一定的保障。国内目前很多循环水系统普遍存在运行效率低下的状况，系统效率普遍低于60％；

3、这不仅仅是泵运行效率低下，还存在设计时系统余量大，阀门开度小，压损大；换热设备陈旧，换热效果差，过滤器设计选用不合理，冷却塔冷却效果差等问题。二、主流节能技术目前国内主流循环水系统节能技术大致可分为以下三类：(1)变频或切割叶轮由于设计院在系统管路设计时留有一定的安全余量，以及现场生产工艺与设计时的实际工况不符，造成泵关阀偏工况运行。这就可以安装变频器或切割叶轮，使泵的使用工况落在泵高效区内，这种节能的优点是将改变泵的运行工况点，减少关阀的压力损失，达到节能目的，但节能量有限，变频器投资成本高，且高压电

4、动机变频对电网冲击较大，增加安全隐患。(2)换叶轮通过现场参数采集设计相对应的高效叶轮安装到现场泵蜗壳中，这种节能方法不仅2016年籼黑黜co奠rd21第6期、、m，．e确x．●■_G棚给撑水专题是减少阀门损失，还能提高泵本身效率，而且投资小，现场施工量小，效益较为可观，但很多时候受蜗壳限制，叶轮较难匹配，节能空间有限。(3)换高效水泵通过现场参数采集和评估，根据客户生产状况设计与之匹配的高效节能泵，这种节能量较可观，前期投资相对较小，施工安装不影响生产，是目前节能公司普遍采用的模式，但对于我国倡导的节

5、能减排来说，还没有挖掘出系统真正的节能价值。三、系统节能分析笔者在这里倡导的节能是针对整个循环水系统的节能，包括进口过滤器、阀门、变径管、泵、弯头、换热设备以及冷却塔在内整体节能评估及改造；在水泵系统中，泵运行的工况点位置是由泵的特性曲线和管网阻力特性曲线共同决定的，这就不单要求有效率较高的泵性能曲线，还需要小的管网阻力以及工况参数的匹配，如图l所示。￡改前{￡改后j0L圳f瓶nU，(n1川1j图1泵运行工况点与系统匹配对于泵节能主要有以下方法。1．降低管网阻力调降管网阻力特性曲线上，通过对管路的整改，

6、降低置值，也就是在同样的流量下降低系统所需要的扬程。根据矗=fv2／29．系,统管路损失的扬程h只和流速v以及管网损失系数f有关，因为对于特定的生产工艺，所需要的流量基本是恒定的，管路中各部件的水力损失决定系统所需要的扬程，因此这里就有必要探讨降低管网损失系数f的方法。1)对于循环水系统一般在泵进口都有过滤器，但大多结构为Y形和T形，这种过滤器犹如三通管拼接，液流失量速度变化较大，压力损失大，而且过流面积不足，流速变化较快，这就要求在节能改造时保证过滤器在目数不变的前提下，尽可能将速度矢量变化范围减小，

7、对于设计人员而言不仅要考虑过滤器的结构，同时要关注水力上的性能，要求设计出便拆、低压损的过滤器，譬如自动反冲洗直通式过滤器，液流损失小，冲洗排污方便，但需要考虑现场安装空间。2)更换进出口变径管，保证在速度能转化为压力的过程中尽量减少压力损失，在现场安装许可的条件下，可参考泵压水室扩散段设计的扩散角12。左右。22黑嚣然：嘶年糊3)更换出口止回阀，对于现场用的止回阀主要有升降式、旋启式两种，止回阀压力损失系数可参考阀门设计手册，从手册中看出旋启式和升降式止回阀流阻系数较大，阀门进出口压差大，这对节能而言

8、是不利的。可根据现场实际情况选择更换压力损失较小，安全稳定性较高的止回阀，譬如缓闭式蝶形止回阀，由于蝶形止回阀是直筒式的，阀瓣可直接打开，需要压差小，安全稳定性都较好。4)更换弯头，现场安装弯头大多为拼接，水力冲击损失大，在具体操作时可更换符合流动规律的弯头，如长半径弯头，尽可能降低流速矢量变化。5)换热器的评估与清洗，循环水系统，换热器是最为关键的设备，它的性能直接影响工厂的生产效益，由于循环水需水量较大，水质的控制成为关键环节。不但要注