电厂循环水系统节能改造项目设计方案.docx
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电厂循环水系统节能改造项目设计方案
文丰钢铁煤气发电循环水系统
节能改造项目
初步设计方案
目录
1、概述4
2、改造内容和范围7
3、主要节能设备7
4、设备安装与系统调试8
5、技改前实际运行指标与分析9
6、节能技改方案与设计指标10
7、技改后节能效果11
8、节能效果计量方法12
9、技术培训和质保服务12
10、节能技改质量及服务承诺13
前言
为了降低成本、节约能源，北京仟亿达科技股份有限公司工程技术人员在贵公司工程技术人员的积极支持和配合下，对贵公司循环水系统实际运行工况进行了详细的勘察和数据采集。
高效流体输送技术是目前最为有效的循环水系统节能技改技术，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。
改造对象：
文丰电厂煤气发电凝汽器循环泵
改造内容：
通过对循环水系统的数据采集、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水系统工况的高效泵，替换其原有水泵。
改造原则：
从备用泵开始进行改造，保证施工期间水系统与用水单位安全正常生产，保证改造后整个循环水系统流量不变，末端用户压力不变，满足正常生产。
改造效果：
本次节能技术改造年节电量约180.8万度，依据为改造前的总电耗-改造后预测的总电耗，测试方法为：
改造前在每台水泵上安装电表、累时器。
1、概述
1.1、循环水系统现状与高效流体输送技术简介
流体输送领域的泵类装置电力消耗巨大，据《中国大百科全书·化工篇》记载，泵类装置所消耗的电量约占社会总发电量的25%。
目前我国流体输送领域普遍存在低效率、高能耗现象，与国际先进水平比较存在较大差距。
仅对泵组本身而言，《节能中长期专项规划》（2505号文件）明确指出，我国水泵平均设计效率75%，比国际先进水平低5个百分点，运行效率低20个百分点左右。
冷却循环水主要用于换热设备的冷、热量交换和传送，广泛应用于供暖空调、石油化工、食品制药、钢铁冶金、热电等领域，是泵类装置的主要应用领域之一，其能源浪费现象尤为严重。
通过我公司已成功实施的六百余套系统的节电效果统计来看，事实证明节电潜力都非常大，节电率从20%到79%不等。
我公司正是针对泵类装置，特别是冷却循环水系统的节能，进行了卓有成效的研究，系统地分析了引起高能耗的各种原因并提出了相应的解决方案。
引起高能耗的原因既存在于泵站也存在于生产装置的用；循环水节能一定要以“最佳工况运行、最合理能耗”为指导原则，从系统优化入手，“多策并举、有的放矢”。
为此，开发了流体输送技术及系列配套节能产品。
该技术一方面借助三元流理论开发了高效叶轮技术，提高了水泵的水力效率；另一方面开发了先进的参数采集标准和计算机仿真模拟系统，应用于系统优化分析，即从影响水泵能耗最根本的三大要素（管路阻抗、输送流量、运行效率）入手，通过合理的管网系统配置优化和变负荷运行优化，求得最佳节能实施方案；同时开发和引进了一系列配套的节能产品。
通过该技术改造，从根本上解决循环水系统普遍存在的“低效率、高能耗”的技术难题。
高效流体输送技术主要由以下三部分组成：
◆水系统数据采集
a、工具：
超声波流量计、带压打孔器、高精度压力表、红外线测温器、多功能电能测量仪、钳形电流表、PDA分析器、电动机经济运行分析仪、数显卡尺等。
b、内容
泵站：
水泵型号、流量、扬程、轴功率、生产厂家、泵吸水口高度、泵出口压力表读数、泵出口阀门开度、母管供水压力、底阀、单向阀、阀门类型、电机铭牌参数、电机实际运行功率、电机运行温度、泵的串并联等。
管路：
水力走向、管径、管材、管状、管壁厚度、水头损失。
末端设备：
入口压力、压力允许变化范围、入口温度、最高用水点、最多用水点、最特殊用水点、最大用水压差点、温差要求、热交换量、传导系数、回水温度、回水压力、工艺要求等。
冷却塔：
冷却能力、冷却方式、回水方式、上塔阀开度、喷头高度、水池液位等
运行模式：
运行方式、运行时间、不同方式不同时间下的水系统相关参数等。
◆水系统诊断技术
a、依据与手段：
系统水力模型软件、局部实体水力模型。
b、诊断内容：
分析系统是否存在局部环流、高低压混合、管路堵塞等现象；计算沿程水力损失并分析不同流量下的水力损失、根据局部环节分析各节点能量损失、计算冷却器的压力损失、判断这些损失是否处于合理范围。
◆水系统优化技术
a、水池：
通过泵口导流肋、底阀、水位及水质对泵入水口进行优化。
b、管道、阀门：
调节或更换阀门与管道，降低系统阻力。
c、高低压混合系统：
通过加阀门或管道泵对高低压进行分区，减少无效能耗。
d、高效节能泵：
量身定做高效节能泵替换原有泵。
e、自动控制系统：
对于循环水系统有特殊要求的末端设备可通过自控系统来满足。
通过采集设备前后压力点、温度点、流量点等实时数据进行运算，作用于执行机构，达到控制整体循环系统状态或局部流态的目的，籍以最大限度地减少无功损耗，确保最佳匹配流量、使系统实现最佳能量利用率。
◆系列配套产品：
仟亿达系列高效节能泵,仟亿达变频节能控制系统，仟亿达循环水在线监控与能源管理系统，仟亿达冷却塔高效喷雾装置。
1.2、高效流体输送技术特点
1）具有准确检测功能，可准确判断引起高能耗的各种原因；可作出整个水系统的能量分布比例消耗图，可从根本上解决流体输送能耗偏高的问题。
2）最后通过水系统运行数据分析计算量身定做的高效节能泵拥有最先进的水力模型，并在出厂前进行数次试验验证与调整，以最大限度的满足现场工况的要求。
3）从系统优化入手，节电效果显著，技改方法可靠。
4）具有准确计算、计量节电收益的特点，非常便于技改节电效果确认和结算。
2、改造内容和范围
2.1改造内容
2.1.1、采用流体输送技术专有的数据采集标准对系统技术参数进行测定；
2.1.2、采用流体输送技术计算机仿真模拟软件对系统运行工况进行优化分析，准确判断引起高能耗的各种原因并设计出最佳节能实施方案；
2.1.3、在更换仟亿达高效节能泵前，先实施管网系统优化。
即先对系统的换热装置的水量分配及参数设定进行合理调整，对供回水阀门开度做合理调整。
本系统管径及布置合理，无堵、漏现象，无需改造。
2.1.4、在实施管网系统优化同时，对泵站及生产装置的有关循环水连锁参数的设定重新调整。
2.1.5、生产、安装仟亿达高效节能泵，替换原水泵。
2.1.6、更换原水泵进出口处的大小头接管。
2.1.7、在原水泵的动力柜内，安装精度等级1级并经检验合格的电能表及相应的互感器，用于技改前后实耗功率的计量，根据技改前后电机实际运行功率分别安装相适应的互感器。
2.1.8、安装1套循环水能耗目标管理计量系统（带累时器及计量功能）。
2.1.9、配套的高压电动机不做改动。
2.2改造范围
包括水泵泵体和止回阀的更换、管网阀门（开度调节）。
3、主要节能设备
3.1、水泵及配件材质：
表一
泵体、泵盖
HT250
叶轮
铸铁/304不锈钢/2Cr13
轴
45#钢/2Cr13
水泵轴承润滑方式
油脂润滑
轴封型式
机械密封/填料密封
轴承型式
SKF轴承
3.2、水泵性能：
高效节能水泵整机寿命为20年（不包括易损件），在正常运行情况下，泵组达到可连续运行20000小时以上，轴承的无故障运行时间达到10000小时以上。
3.3、供货范围
表二
名称
单位
数量
1
整体泵
台
2
2
泵、电机联轴器
付
2
3
进出口法兰（现场购买）
片
4
4
大小头连接管（现场加工）
个
4
5
电能表（精度等级1级）
台
2
6
循环水能耗目标管理计量系统
套
1
随机备品备件
泵轴
件
依据现场情况而定
密封环（口环）
件
轴套a、b、c
件
衬套
件
轴承（甲、乙）
套
机械密封
套
4、设备安装与系统调试
4.1、设备安装
4.1.1节能技改设备安装质量要求
设备安装规范符合：
GB50275-1998压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范
GB50236-1998 现场设备.工业管道焊接工程施工及验收规范
GBJ147-l990电气装置安装工程高压电气施工及验收规范
4.1.2、安装顺序：
先从备用泵开始逐一更换，每台安装完毕后及时调试，达到设计参数平稳运行后，再进行下一台泵安装。
4.1.3、更换后的仟亿达高效节能泵的联轴器按照原有规格制作，能够与电动机联接。
4.1.4、安装时对原有机座及进、出口管道稍做改动，保证水泵平稳、可靠运行；所进行的改造不影响原有设备的恢复安装。
4.1.5、对电动机保护参数重新整定，使之与更换后仟亿达高效节能泵运行工况相匹配，整定值报甲方备查。
4.2、系统调试
在甲方技术人员配合下，乙方对水泵及系统运行工况进行调试。
4.2.1、试运行72小时，双方共同测试运行情况，确认满足生产要求且无任何异常现象，不影响系统末端换热设备使用效果。
试运行期间，可对设备运行进行调整。
5．技改前实际运行指标与分析
系统名称:
煤气发电凝汽器循环泵
水泵参数
型号
KQSN700-N20/620
额定流量
2521-4202-5043
扬程
51-37-30
功率
560
汽蚀余量
7.2
转速
990
厂家
凯泉
出厂时间
2014.05
效率
运行情况
2用2备
运行模式及开启时间
电机参数
型号
YKK500L-6
额定功率
560
额定电压
10
额定电流
41.2
转速
990
功率因数
0.84
生产厂家
上海电气
循环水系统设计参数：
表三
采用流体输送技术对系统进行诊断、分析，该循环水系统存在“低效率、高能耗”现象，通过有效的节能改造效益可观，高能耗主要表现在：
（1）管网严重依赖闭阀门调节，管网运行效率不高。
（2）泵组运行效率偏低，同时存在较严重汽蚀现象。
对冬季（或低负荷）流量缺少必要有效的调节手段，增加能耗。
5.2、根据实测技术参数，经流体输送工程学计算，该系统目前实际运行工况分析如下（参数详见表4）：
◆实际管网阻力大于高效流体输送技术的阻力。
◆泵的实际运行效率较低，泵内容积损失和涡流损失较大，泵的效率有提升的空间。
◆运行的循环水泵处于高功耗状态下运行，改造后电机运行电流会大大降低，水系统会有更好的流量调节度。
6、节能技改方案与设计指标
北京仟亿达科技股份有限公司采用高效流体输送技术对检测资料进行系统分析和研究，结合该系统管路流体力学特性，设计本节能技改方案—通过整改系统中存在的不利因素，并按最佳运行工况参数定做“高效节能泵”，替换目前处于不利工况、低效率运行的水泵，降低“无效能耗”，消除系统中各种不利因素引起的能量损耗，提高输送效率，达到最佳节能效果（详见表5）。
6.1、循环水系统采用高效泵，技改后保证流量不变，运行模式也保持不变。
6.2、技改后在每台水泵交流接触器上加装累时器，记录单台主机运行时间Tn（n为自然数）。
6.3、技改流程：
我公司会在双方有意合作的基础上，对水系统进行详细的复测，以及解答贵公司的技术和商务疑问，从备用泵开始改造，整个技改过程保证不影响正常生产。
7、技改后节能效果
表五节电汇总表
根据贵方水泵运行参数，经我方工程技术人员计算后，量身定做高效节能泵，节电计算汇总如上表，年运行时间按照8000小时计算。
8、节能效果计量方法
8.1、在所要技改泵配电柜中对应安装电能表和累时器。
8.2、改造前双方共同对改造设备的耗电量进行计量，原设备连续运行24小时，对设备运行前和运行后的数据进行采集，双方签字认可。
8.3、Q前=［（Q2-Q1）*互感器倍率］/设备运行时间。
Q前：
安装节能设备前单台设备单位能耗
Q1:
初次统计每台设备电度表显示数据
Q2：
设备运行24小时后二次统计每台设备电度表显示数据
8.4、按改造前能耗测定方法对改造后的设备进行耗电量的计量。
8.5、Q节=（Q前-Q后）*实际运行时间
Q节：
改造后单台设备实际节电量
Q前：
安装节能设备前单台设备单位能耗
Q后：
安装节能设备后单台设备单位能耗
8.6、节电率=（Q前—Q后）÷Q前×100%。
9、技术培训和质保服务
9.1技术培训
项目交付使用的同时，乙方提供<<流体输送技术操作手册》，并负责对甲方的技术人员和操作人员进行现场技术培训，使技术人员能够管理和维护系统，使操作人员能够独立作业。
培训的内容主要包括：
1）仟亿达高效节能泵技术的原理和功能介绍
2）仟亿达高效节能泵操作规程
3）仟亿达高效节能泵的日常维护
9.2质保服务
9.2.1、乙方提供的节能设备自验收通过之日起免费保修期为1年，在免费保修期内，始终有一套水泵的易损件放在甲方（详见随机备品备件表），以保证及时维修。
节能设备在保修期内因下列原因引起故障，不属于保修范围：
1）电压等级使用错误或电网质量超标；
2）用户擅自对节能装置或设备进行改动；
3）用户违反常规操作规范。
9.2.2、在保修期内，若运行的节能设备发生故障，甲方应及时切换到备用泵运行并通知乙方，乙方自接到通知后在24小时内到场处理故障；因维修不及时给甲方生产造成损失的，乙方须负责赔偿；保修期外，如甲方需乙方继续维保，乙方的反应时间为24小时。
9.2.3、在保修期内，因不属于保修范围内的其它原因引起故障，乙方负责维修，维修费用由甲方承担。
9.2.4、在保修期间，乙方定期对节能设备进行巡检维护。
9.2.5、保修期外有偿服务约定：
每年提供2次免费巡检，确保节电率稳定；按成本费提供维保服务。
10、节能技改质量及服务承诺
北京仟亿达科技股份有限公司建有完善的服务体系和严格的质量管理体系，确保节能技改各个环节按标准执行，为客户提供优质的服务：
10.1、现场勘察及方案设计：
委派专业技术人员进行详细勘察，组织项目组讨论分析，总设计师严格把关，为客户提供准确的能耗分析报告及完善的节能技改方案。
10.2、生产及安装周期：
安装前与客户详细沟通，明确安装时间和周期，保证设备安装不影响正常生产。
10.3、效果承诺：
安装调试好后，会同双方验收。
10.4、服务承诺：
设立专项技术人员，定期对该项目提供技术咨询和回访服务，如若出现贵方技术人员无法处理的问题，24小时内响应。
2016年1月
附页一仟亿达荣誉
仟亿达获得荣誉
2014年度全国节能服务公司百强榜第三名
节能服务公司综合能力“AAAA”级企业
第六届世界环保大会“中国绿效企业-绿色责任奖”
2013年度全国节能服务公司百强榜第四名
2012中国节能服务产业最具成长性企业
中国节能协会颁发的"节能中国先进单位"
荣获河北节能协会“2012年度优秀节能单位”
2012年度全国节能服务公司百强榜前十名
2011年中国最具竞争力节能服务公司百强
2011工业整体系统方案最具竞争力节能服务公司十强
中国名企排行网和中国采购与招标网联合颁发的“2010十大最具竞争力电机拖动节能服务公司”和“2010中国节能服务公司诚信标兵”
2014年获得专利“转炉余热发电系统“
2008年获得发明专利“串联交流调压节能装置“
2010年获发明专利“开关磁阻伺服电动机输出“
2012年获得软件著作“钢铁厂水泵节电系统控制软件V1.0“
2012年获得软件著作“KTC能源智能监测装置控制软件V1.0“
2012年获得软件著作“仟亿达同步发电机故障仿真软件V1.0“
2012年获得软件著作“仟亿达风机节能智能控制软件V1.0“
2012年获得软件著作“电气信号分析处理软件V1.0“
2012年获得软件著作“YAN直流电动机双闭环调速系统控制软件V1.0“
2012年获得软件著作“减速机油站PLC控制软件V1.0“
2012年获得软件著作“YAN锅炉供热系统控制软件V1.0“
2012年获得软件著作“圆型桥式刮板取料机PLC控制系统V1.0“
2012年获得软件著作“主抽风机节能智能控制软件V1.0“
2012年获得软件著作“电气二次回路信号分析处理软件V1.0“
2012年获得软件著作“测试信号分析处理软件V1.0“
2011年获得软件著作“模拟路灯控制系统V1.0“
2011年获得软件著作”能源管理与节能增效一体化系统平台V1.0“
2010年获得专利“串联交流调压节能装置”
2010年获得专利“开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制器方法”
2010年获得软件著作“中央空调控制系统V1.0“
2010年获得软件著作“低压节能监控系统V1.0“
附页二仟亿达成功案例
钛铁
备品备件
升级会员 