針對水泥生產冷卻水循環系統存在效率低、能耗大等問題，本文通過對流體輸送高效節能技術應用的分析和探討，證明該技術非常適合循環水系統節能改造，優于變頻節能技術。通過提高泵組運行效率，節電率達到55%以上，具有可靠性強、節能效果顯著等優點。

  0 前 言

  傳統的冷卻循環水系統在實際工作時其狀態點偏離最佳工況點，產生較大的無效阻力，存在著效率低、能耗大等問題。流體輸送高效節能技術是一種系統糾偏優化技術，它具有將現已嚴重偏離最佳工況點的系統工況恢復到最佳的工況點工作。通過流體輸送高效節能技術在筆者公司的冷卻循環水系統的實際應用對比，證明該技術更加適合于冷卻水循環系統的節能改造，優于變頻節能技術。

  1 問題的提出

  1.1 我國目前的能源現狀和政策要求

  我國是個能源消耗大國，近幾年不斷地制定了節能、減排的政策并在節能、減排方面逐漸加大了政策激勵的力度，倡導國內各個企業、行業通過“四新”技術來進行有效的節能改造，逐步提高能源的利用率。

  1.2 企業經濟效益的要求

  目前，筆者公司生產車間的冷卻水循環系統方面存在能耗大、工作效率低等問題，如果在冷卻水循環系統探索、研究和應用流體輸送高效節能技術，使系統效率得到提高，使水泵工作在最佳工況點運行，將會減少大量的無效能耗，提高企業的經濟效益。

  1.3 冷卻水循環系統的現狀及原因分析

  1.3.1 技改前狀況

  技改前循環水系統的運行模式：3臺110KW冷卻水泵+末端冷卻設備（兩用一備），屬于開式回路機械循環系統。在標準的工況下，來自冷水池冷卻水經水泵后送至系統換熱，在換熱后被回送到冷卻塔中換熱冷卻，如此循環往復，冷卻水的損耗由供水系統來補給，年運行時間：350天。

  1.3.2原因分析

  冷卻水循環系統由于在工作的過程中偏離最佳的工況點，管網無效阻力很大，設備效率低。通過對技改前冷卻水循環系統進行的深入研究，又參考了流體輸送高效節能技術的檢測資料，最后結合系統的工藝特性分析得出：

  （1）冷卻水循環系統在工作過程中，水泵偏離了設計的最高效率工況點運行，泵機組運行效率偏低；

  （2）冷卻水循環系統在設備工作過程中，系統內無效管阻大，設備的無效能耗大，這也是造成循環系統效率低、能耗高的重要原因；

  （3）冷卻水系統的能量利用率低，而且系統能量利用效率偏低，這些因素也都在不同程度上增加了系統運行的能耗。

  2  流體輸送高效節能技術

  2.1  技術簡介

  流體輸送高效節能技術，是一種系統糾偏技術。它的技術核心為：針對工礦企業流體輸送系統普遍存在的低效率、高能耗等狀況，按照最佳工況運行的原則，采集系統各項運行的數據，利用“CFD”數據模擬技術，建立專業的水力數學模型以及參數采集標準，對系統進行分析、診斷，來準確找到最佳的工況點，使泵送設備和管路系統匹配，然后通過整改不利因素，按最佳運行工況的參數定做高效節能泵來替換目前處于不利工況、低效運行的水泵，做到消除因系統配置不合理而引起的高能耗情況，實行標本兼治，達到最佳的節能效果。

  在流體輸送系統中，泵類機械通常是與特定的管路相連，其工作狀態點取決于泵類機械的性能曲線和管路的特性曲線（如圖1所示）。如果泵類機械的設計點偏離了實際工作的狀態點，則系統的運行工況也將偏離設計工況。在圖2中，曲線I為管路特性曲線，流量Qa是系統的設計流量，在此流量下，管路阻力為Ha，也就是水泵的揚程為Ha，應選取圖中A點所示的流量和揚程。但是如果實際選用了額定流量為Qa，揚程為Hc的水泵的話，則水泵的工作點將會移至圖中的B點，這時系統中的水流量將會大于設計流量Qa，達到Qb，由于流量的增大，水泵的運行功率也會隨之增大，使得水泵的能耗大大增多。同時，由于水泵的額定流量為Qa，因此可以看出水泵實際運行在A點時的工作效率是最高的，如果工況點偏移至圖中的B點，從圖2的效率曲線圖中我們可以看出，水泵的工作效率將會急劇下降，使能源消耗很大，工作效率也會大大降低。

  通過分析，泵類流體輸送設備具有上圖中所描述的特性，因此泵類流體輸送設備的設計中有唯一的最佳運行工況點，在該點下運行時運行效率達到最高，也就是最佳節能點。

  2.2 流體輸送技術與變頻節能技術的對比分析

  表1  流體輸送技術與變頻節能技術的比較

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  3   實施方法

  3.1 技改的內容

  （1）采用量身定做的3臺WKRL200-55型高效節能泵替換原使用的250-B01 110型水泵，水泵電機功率由原來的90kW減小為55kW。

  （2）對生產車間冷卻循環水系統進水管路進行一定的局部調整。在水泵進水管道上新增一真空引流罐以及相應的補水裝置、流量、壓力儀表。

  3.2具體實施步驟

  （1）在控制柜內安裝計量用電能表及運行累時器。在水泵運行、累時器得電的情況下，累時器開始累積計時，水泵停機則累時器停電，則停止計時，再送電又從原來的累積時間起繼續累積計時。電能表型號：DTS866三相四線電子式,3×1.5（6）A；穿心式電流互感器型號：LMZ1-250/5，精度：0.5級，穿心匝數1，累時器型號；HB48L，累計計時數：99999h，每臺水泵一套；

  （2）在拆除原有水泵前，關閉暫不運行的備用水泵的進出口閥門，按順序逐步拆除原有備用水泵，保證在技改過程中不影響系統生產的正常運行；

  （3）按照施工圖安裝尺寸來安裝高效節能泵，連接節能泵的進出口處需局部更換法蘭、短管材的部件；

  （4）裝真空引流罐，對出口截止閥DN250進行更換；

  （5）對電氣控制柜內電氣保護部分做相應的調整或更換。管路系統圖見圖3。

  4  應用效果

  目前，流體輸送高效節能技術在筆者公司應用后，通過對技改前后耗電數據的測試、統計分析，效果顯著。

  4.1 技改前后運行參數見表2

  4.2 技改前后循環水系統耗電指標（見表3、表4）

  通過對技改前后耗電指標的分析，冷卻循環水系統小時耗電由技改前的197.85kW下降為技改后的74.31kW，系統技改的節電率達62.4%。技改后年用電量由166.2萬度降低至62.4萬度（年運行時間按8400小時），每年可節省用電103.8萬度，節約電費57萬元，相當于節約標準煤約363.3噸/年，減少二氧化碳排放約951.8噸/年，經濟效益和社會效益都十分顯著。

  5 結束語

  流體輸送高效節能技術在筆者公司實際應用后具有可靠性強、節能效果顯著、經濟實用等優點。同時，該項技術實施簡便，在實際的施工過程中不會影響企業的生產以及系統設備的正常運行，是值得大力提倡和推廣應用的現代化新型節能技術。