摘要:泵組節能改造不僅可以提高設備的運行效率和延長設備的使用壽命,還可以降低企業的運營成本。針對某加壓泵站的改造工作進行分析,以總結相關經驗,提升公司節能改造工作效果。目前,節能減排已是大家普遍關注的話題,其中,供水企業由于泵組數量多,運行時間長,消耗大量電能。隨著直購電上網電價的調整,企業電費占據能源費用的大部分,泵組的節能高效運行是供水企業高度關注的課題。1. 高能耗:泵組的能耗相對較高,特別是隨著電力費率的增長,其消耗的成本也逐年上升,成為企業的主要支出之一。2.節能空間:根據對泵站改造前的運行數據,不同的系統都存在一定的節能潛力。改造后短期內能收回投資并產生經濟效益。3.優化性能:為了提高泵站的效率,需要對其進行綜合技術改造。這包括對取水裝置、配套工程、控制系統等進行優化,確保多年平均泵站效率達到最高。4.技術手段:采用先進的節能技術進行技術迭代,如變頻調速、液力透平回收回水余壓能量裝置等,可以有效地減少電機出力,實現電能的閉環回收和循環利用,從而達到明顯的節能效果。綜上所述,泵組節能改造不僅可以降低企業的運營成本,還可以提高設備的運行效率和延長設備的使用壽命。因此,對于任何一個關心經濟效益的企業來說,這都是一個不可忽視的重要課題。針對某加壓泵站的改造工作進行分析,以總結相關經驗,提升公司節能改造工作效果。某泵站由開發區管委會于2016年移交我公司,該泵站安裝了型號為AABSL125-505A立式供水泵組4臺,參數為Q=300m3/h、H=60m、η=80%、水泵軸功率N=56.17kW、電機配用功率N=75kW,采用變頻控制運行,設計最大運行工況為“三運一備”,設計供水能力為2.0×104m3/d;設計進水壓力為0.20MPa,總進水管管徑為DN500, 總出水管管徑為DN400;水泵進水管管徑為DN250,水泵出水管管徑為DN200;其功能是通過泵組變頻運行,將管網水轉輸至上一級加壓站容積為600m3水庫。由于該工程屬于政府移交工程,該加壓站存在建筑面積狹小,無吊裝裝置,無檢修工作面,泵組整體大修無法在車間內完成等困難。
目前該泵站24h連續運行,最近的運行數據顯示:通常白天運行工況為2臺泵組并聯運行,偶爾有3臺泵組并聯運行狀況,進水壓力最高0.46MPa,最低0.27MPa,平均0.365MPa;出水壓力最高0.75MPa,最低0.60MPa,平均值為0.685MPa;平均供水量580m3/h;變頻器長期運行頻率為(46-50)Hz;夜晚運行1臺泵組,頻率為(48-50)Hz,平均供水量2903/h;通過運行數據可以看出,泵組運行方式基本穩定,泵組實際揚程也在0.3MPa附近。泵站近期運行主要數據見下表所示:
隨著近年蘭州城建力度加大,沿途供水管線逐步改造更新該加壓站進水壓力提高,使原安裝水泵參數和實際運行工況嚴重偏離,雖然采用變頻調速,但仍存在能源浪費的情況,運行不合理。故相關技術部門討論后根據現場情況,初步擬定改造計劃,計劃拆除2臺泵組更新為高效節能泵組,達到優化運行節約能耗的目的。根據某加壓站現況,泵房空間狹小,無法在泵站內安裝吊裝設備進行更新工作,需將泵房頂部部分拆除并制作活動屋頂,從屋頂洞口進行吊裝工作?;顒游蓓數母脑鞛橐院髾z修工作也提供方便。- 做好泵組防護,將泵房頂部部分拆除,尺寸大小為3m*1.3m;
- 為保證結構安全,前后墻做鋼支柱DN250*8mm;
- 貼屋頂處做鋼橫梁,采用鍍鋅方管300*250*8mm;
- 屋頂洞口四周砌筑厚500mm高120mm厚磚砌板墻,磚墻頂部做鋼筋砼圈梁,內外壁水泥砂漿抹面,內表面刷乳膠漆;
- 恢復屋面防水層,洞口圍墻四周和女兒墻四周泛水泛起高度為300mm,泛水SBS防水卷材;
按照目前運行流量、揚程確定設備參數,根據實際工況及設備安裝難易程度擬定兩種改造方案;方案一:選用2臺參數為Q=300m3/h、 H=40m、配套電機功率為45kW的泵組更新原有3#4#泵組。由于改造設備尺寸變化不大,原有工藝管線略有改動,電氣控制系統仍可沿用原有控制系統。完成更新后,3#4#泵并聯運行可滿足白天水量的需求;如水量繼續增加,3#4#泵可與未更新的任意1臺泵并聯運行,可滿足最大時供水量的需求。- 拆除3#4#泵在原位安裝新泵組即可,進出水管不做改動,基礎做部分調整,電氣控制系統不用更改,可沿用原有設備,施工量少。
- 改造后夜間仍可運行1臺新泵組,夜間同比原有泵組節能效果明顯。
- 屋頂改造完成后初步解決檢修空間問題,可采用吊裝拆除安裝泵組,避免2#或3#泵組故障必須拆除外側1#或4#泵組。
- 如改造完成后,按照目前運行工況計算,年節約電量約20萬kWh,合計節約電費約10萬元。
- 仍然存在多臺泵組并聯運行狀況,效率相對單臺大流量泵組略低。
方案二、選用1臺參數為Q=600m3/h、 H=35m、配套電機功率為75kW的泵組更新原有泵組。完成更新后,此泵組單獨運行滿足水量的需求;如水量繼續增加,此臺泵與未更新的任意1臺泵并聯運行,可滿足最大時供水量的需求。- 在原泵位安裝新泵組,工藝方面進出水管僅需加裝短管變徑,基礎做部分調整,電氣控制系統不用更改,可沿用原有設備。
- 該泵組單獨運行可滿足白天工況條件,運行效率較高,避免泵組并聯運行狀況。
- 如改造完成后,按照目前運行工況計算,年節約電量約22萬kWh, 合計節約電費約11萬元。
- 此方案需要對出水管做部分改動,對泵組基礎進行改造。
- 由于空間狹小,施工難度較大。同時更換為大流量泵組后以后檢修不太方便,拆卸安裝難度較大,
- 改造后,夜間仍需運行原有高耗能泵組,沒有徹底解決夜間泵組不經濟運行狀況。
- 管網進水壓力目前偶爾出現小于0.35mpa情況,如果進水壓力低于0.35mpa,該設備存在供水壓力不足的問題。
按照節能方案,對理論節能量進行計算,并通過水泵生產廠家提供的泵組性能曲線表核算,節能量基本一致。根據現場提供運行數據分析,白天基本運行2臺泵組,運行時間16小時,夜間運行一臺泵組泵組運行8小時。白天單臺運行泵組頻率為46Hz,功率約為:(46/50)3x75x0.9x2=58.4*2=105.12kW,夜間運行頻率為48Hz,功率為59.7kW,每天耗電約為105.12x16+59.76x8=1681.92+478.08=2160kW,月度為2160x30=64800kWh.按照新選泵組測算流量為300時,電機功率為45kW測算,白天運行45x0.9x2x16=1296kWh,夜間運行45x0.9x8=324kWh,合計1536kWh,每天節約540kWh,年度節約電量540x365=19.7萬kWh,節約電費約10萬元。根據泵站提供運行數據分析,白天基本運行2臺泵組,運行時間16小時,夜間運行一臺泵組泵組運行8小時。白天單臺運行泵組頻率為46Hz,功率約為:(46/50)3x75x0.9x2=58.4x2=105.12kW,夜間運行頻率為48Hz,功率為59.7kW,每天耗電約為105.12x16+59.76x8=1681.92+478.08=2160kW,月度為2160x30=64800kWh.按照新選泵組測算流量為600時,電機功率為75KkWW測算,白天運行75x0.9x16=1080kWh,夜間仍需運行原有泵組,每天節約1681.92-1080=601.92kWh,年度節約電量601x365=21.97萬kWh,電費約11萬元。方案1改造約45天,造價約37萬 ,按照年度節約10萬計算靜態回收期約為3.7 年。方案2改造約60天,造價約27萬,按照年度節約11萬計算靜態回收期約為2.5 年。通過方案1、2綜合比較,均有較好的節能效果,比較徹底解決目前存在進水揚程較富裕的問題,方案1夜間泵組仍可運行新改造泵組,效率較原有泵組效率也有所提高,達到較好節能效果。考慮某加壓站的重要性、工藝運行方式靈活性、設備備用率、壓力小于0.35Mpa供水保障率及后續改造的可能性(根據夜間運行狀況,再更新1臺較低揚程泵只在夜間運行),所以建議采用方案1進行節能改造,待運行穩定后根據工藝狀況對剩余2臺泵組做進一步改造工作。通過對該類加壓站的調研,發現外部移交泵站普遍存在設計選型偏大,檢修空間不足、自控系統對接難度大等問題。針對此類問題建議:1、完善泵房標準化管理制度,凡是外部移交泵站均應按照本企業要求配置相關功能,不滿足條件的,和移交單位協商整改。2、爭取政府政策支持,外部企業自建供水泵站,凡是需要和公共供水管網直接連接的納入供水企業管理范圍,設計施工需經供水部門審批后實施。3、業主單位也需加強用水分析,提供合理用水需求,按照近中遠期逐步實施。 更多精彩內容,關注泵友圈微信號(ID:bengyouquan)
