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循环水泵节能技术的应用

文档作者：谢勇文档来源：首钢水钢动力厂		点击数：	更新时间： 2021年10月18日
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水钢科技SHUIGANG SCIENCE ＆ TECHNOLOGY 第129期
循环水泵节能技术的应用
谢勇
(首钢水钢动力厂贵州六盘水553028)
摘要：循环水泵一直是工业系统的一个重要能耗源，电价不断高涨的今天，如何降低循环水泵
的电耗，又能满足各工业设备冷却对循环水的需求，是一个持续不断追求的目标。本文用水钢动
力厂鼓风站6台循环水泵节能改造的例子来诠释这一永恒的目标。
关键词：循环水泵；汽蚀；节能；改造
Application of Energy-Saving Technology of Circulating——Water Pump
Xie Yong
Power Plant，Shougang Shuicheng Iron＆Steel(Group)Co．，Ltd．，Liupanshui 553028，Guizhou，China)
Abstract：Circulating-water pump is always an important energy consumer in industry．Now，with
electricity price going up，it is an insistent-pursuing goal to decrease electricity consumption of circulating-
water pump and also meet demand of circulating-water for cooling various industrial equipment．
By using the example of energy-saving improvement of 6 circulating—water pumps in blast sta—
tion of my power plant，this article explains the etemal goa1．
Keywords：eimulating—water pump；cavitation；energy saving；improvement
1 前言
动力厂汽轮鼓风机向高炉输送压缩空气，汽
轮机工作完的排汽就需要循环水冷却凝结，该泵
从2004年投产至今，水泵噪音大、叶轮因汽蚀磨
损严重运行周期短，导致水泵效率下降，能耗较
高，一年除了电耗，光更换叶轮等备件消耗及人
工费都要36万余元， 目前根据对各循环水泵实
测技术参数，经流体输送工程学计算，循环水系
统的实际管网阻力大，泵的实际运行效率较低，
循环水泵处于高功耗状态下运行，泵内容积损失
和涡流损失较大，泵的效率有很大的提升空间，
所以对6台循环水泵进行节能改造，消除汽蚀已
显得刻不容缓。水钢动力厂的鼓风机循环水泵参
数(共6台水泵，3用3备)见表1。循环水泵实际
运行工况见表2。
表1水钢动力厂的鼓风机循环水泵参数(共6台水泵。3用3备)
作者简介：谢勇(1974~)，男，助理工程师，热力工程技术员。
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2014年第3期 循环水泵节能技术的应用
2 杭州能本高效流体输送技术原理
杭州能本科技有限公司致力于“流体输送系
统优化技术”等多项水循环系统节能技术的研发
和应用，通过具有自主技术专利的数据采集技术
对系统运行工况参数进行采集，全面掌握系统运
行状况；详细分析冷却塔冷却能力、水池的吸入
条件、水质情况等，彻底掌握整个介质流程的管
道特性及系统能量转换和利用过程并准确判断
引起高能耗的各种原因；找出最佳工况点，从而
制定最佳匹配解决方案，为系统合理配置能量分
布。遵循这一机理，能本泵从降低系统阻力、改善
热工性能、提高水泵效率、优化水力性能等多方
面人手，消除因系统配置不合理引起的高能耗来
定制系统全方位的个性化解决方案。首先是经过
数据测量，解决系统中不必要的损失，根据实际
需要的压力及流量设计安耐杰高效节能泵。水泵
机械效率的提高，能本泵从叶轮、泵壳的做工上、
增加导流肋、做减少摩擦的图层等方面进行考
虑。符合最佳工况点，能本泵从水泵性能曲线上，
制造出曲线更加平滑的水泵，以免因工况发生变
化，导致效率变化太大，能本高效节能泵AN．
JDP6oo一6560为代表的流体输送节能技术就是
这一成果的结晶，它不同于变频等其它节能技
术，该技术通过对检测资料的系统分析和研究，
通过整改实际系统运行中存在的不利因素，并按
最佳运行工况参数定做“高效节能泵”替换实际
处于不利工况、低效率运行的水泵，消除“无效能
耗”，提高输送效率，达到最佳的节能效果。它从
根本上解决了循环水系统普遍存在的“低效率、
高能耗”这个技术难题。
3 能本高效节能泵ANJDP600—6560
通过对循环冷却水系统的数据采集、软件水
力模型分析、局部实体水力模型的建立，诊断分
析目前水系统的运行情况，按照高效流体输送能
耗准则实行水系统最优化调整，并在此基础上量
身定做最匹配循环冷却水系统工况的能本高效
节能泵ANJDP600-6560，见图1。该系单级、双
吸、泵壳中开、蜗壳式卧式离心泵，被吸送液体最
高温度可达105℃，流量为68-1 1000米／时，扬程
为7-200米，安耐杰NB—EPO高效节能泵具有4
大显著特点：1)量身定做，能恰好处在最佳工况
点运行；2)效率曲线优越，高效区范围宽，更能够
适应负荷变化；3)水力模型设计处于世界先进
水平，制造标准完全符合欧洲标准；4)水泵机械
性能卓越，铸件采用树脂砂造型铸造，所有零部
件经AM加工中心加工，机械加工精度高。
能本高效节能泵ANJDP600—6560为单级双
吸轴向中开蜗壳式离心泵，可供卧式或立式安
装，卧式泵的驱动端可根据需要设置在泵的左侧
或右侧，也就同一转子部件可用于顺时针、逆时
针两个方向。该泵的主要零部件有：泵体、泵
盖、叶轮、轴、密封体、泵体密封环、轴套、轴承部
件与联轴器部件等。泵壳制成水平中开，泵的
吸人与吐出口均铸在下半部泵体上。泵壳下半部
分的进出口法兰在同一水平面上，即壳体采用直
线型设计，两端支承间距离短，法兰之间连接用
较长的螺栓，无泄漏。泵盖能自动校正，便于安
装。叶轮的叶型具有优异的水力性能，经过静
平衡校验。叶轮设计成对称，液体从两侧进入叶
轮，可以使轴向力减小到最低限度。叶轮进口面
积大，进口无涡流，运行平稳，噪音小。如果需要，
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水钢科技SHUIGANG SCIENCE ＆ TECHNOLOGY 第129期
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图1 能本商效节能泵结构图
叶轮也可以带有密封环。对于卧式泵：泵轴的 腐蚀，运行寿命长；装配时无须调整；采用弹性预
两侧由轴承支承，轴承采用封闭滚动式滚动轴 应力装配，转子部件装拆简便迅速。泵体密封
承，可用油脂润滑，运行时间长；也可配置恒定油 环，以其与叶轮的间隙，来减少压力室内的液体
位的油杯，用稀油润滑。自由端轴承装有轴套，这 漏回吸水室。密封环保护壳免于磨损，本身为易
样可以在不拆除转子或泵壳的情况下迅速更换 损零件，磨损后可以备件更换。轴封有软填料密
轴套。泵轴完全密封，不接触介质，无腐蚀；泵轴 封和机械密封两种型式。填料压紧程度必须适
短，刚性好、无振动，轴上带有可随时更换的轴 当，填料压盖为开式，可有足够的空间用于维修、
套，轴套伸入密封区；螺纹与介质不直接接触，耐 保养。
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2014年第3期 循环水泵节能技术的应用
4 技术改造
首先为保证改造后计算水泵运行时间，便于
核算水泵节约电量，在每台水泵交流接触器上加
装累时器(见图2)，记录单台主机运行时间Tn(n
为自然数)。然后更改相应电动机保护器整定值，
根据技改后的运行功率整定保护值，改造从备用
泵开始，整个改造过程不影响正常生产。
图2 累时器
5 施工方案
施工采取只更换泵头，保留原电机的方式进
行，施工期间确保系统的正常运行生产，由于能
本高效泵ANJDP600—6560与原泵1#、5#、6#
RDL600-620A3台和原泵2#、3#、钳SMGW600-
610A 3台外型尺寸不完全相同，需对原泵水泥
基础及进出口管路略作调整。1)新泵的固定。新
泵与原泵轴水平标高不一致(新泵轴为1 100mm，
原泵轴为1050mm)，新泵高50ram。新泵垂直中
心至联轴器端面的尺寸为1080mm，原泵为
1060ram，新泵轴长20ram。新泵座固定孔安装尺
寸与原泵不一致，新泵为1050ramx850mmm、
1050mm x550mm， 原泵为1 150mm x850mm、
1 150mmx550mm。原泵地脚螺栓无法使用，因新
泵比原泵高5O咖需将泵水泥基础破除下降
50ram，因新泵轴比原泵长，安装时往水泵盲端方
向位移20ram，然后重新预埋地脚螺栓孔，新泵固
定后二次灌浆处理。2)进出口管道配制。新泵与
原泵进口法兰直径一致，均为DN700，新泵与原
泵出口法兰直径一致，均为DN600。新泵进出口
法兰中心高度均为490ram，原泵进出口法兰中心
高度均为505mm。新泵进出口法兰中心高度比
原泵低15ram，因新泵水泥基础已下降50ram，这
样新泵进出口高度比原泵实际均低65ram。新泵
与原泵进出口法兰问长度均为2000mm，新泵进
口侧为1100ram，出口侧为900mm，原泵进出口
侧均为1000ram。因此，新泵进口侧长100ram，出
口侧短100ram。将原泵进口DN700法兰废除，同
时在进口管道中间段割开，通过调整DN7oo管
路的走向以弥补65mm高度差和20mm前后错
位差，然后与新泵进口法兰连接。废除原泵出口
DN600法兰。将出口管道与弯头垂直焊接处割开
同时截断DN600直管长65mm，然后重新焊接。
原泵出口段加接一段DN600直管与新泵出口法
兰连接，20ram前后错位差通过弯头焊接时调整。
现场配管连接时尽量使管路圆滑过渡，以减小流
体阻力和增加管路美观性。
6 技改后节能效果
改造完成后，水泵完全满足生产需求，改造
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水钢科技SHUIGANG SCIENCE ＆ ，rECHNOLOGY 第129期
7 节能效益
节电计算汇总见表5。改造后，循环水系统
节能改造技术特点主要是：一是纠正原水系统运
行过流量偏差，二是纠正原水系统设计存在阻力
偏高而引起功耗增加的不合理现象，三是解决常
规水泵效率偏低的问题。动力鼓风循环水系统目
前在运行中，一方面为减缓水泵泵壳内严重气蚀
现象，采取了以限制阀门开启度控制流量的运行
方式，在水力学中，该种方式实属不经济运行，存
在电能浪费问题；另一方面气蚀现象严重影响水
流流态，导致较多能量消耗在水泵泵壳内部，表
现在以热量方式从泵体向外界传递；再则目前水
泵在非高效段运行，系统处理非经济运行。针对
以上问题，通过改造后消除不利因素，促使系统
达到合理、经济运行，从而可确保改造后实现系
统节电达30％以上。
(上接第7页)
图4 0930四辊导卫
4 实施效果
轧钢厂在对大规格带肋钢筋K2、K3孔及进
口导卫改进后，将成品纵肋扭曲角度降到10。以
下甚至没有。这不仅提高了机时产量，减少了轧
线成品调整时间和批量废品的产生，而且减少市
场质量异议，提高企业品牌效益。大规格带肋钢
筋改进工艺后减少成品调整时间每班30rain以
上，批量废品每天2O吨以下。根据水钢生产安全
室统计，2013年水钢轧钢厂全年在一棒每月共
2O天生产大规格带肋钢筋，采用改进工艺生产
大规格带肋钢筋，全年可创效600万元。
5 结束语
轧钢厂在一棒对大规格带肋钢筋轧线工艺
局部改进，并取得良好的效果，不仅可使轧钢厂
各条棒材生产线形成专业化生产，创造很好的直
接经济效益，同时节约资源，符合国家产业发展
政策，具有较高的社会效益。
参考文献
【1】松筠，唐文林．型钢孔型设计[M】．北京：冶金工业出版
社．2000年．
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