廖国铭　冯远友

【摘 要】介绍了我厂硫酸装置循环水系统现状，对循环水泵进行分析后，进行节能改造，切割了两台循环水泵的叶轮，运行半年多来，取得了较好的节能效果。

【关键词】循环泵；真空；扬程

1 概述

广东云硫矿业化工厂十二万吨硫酸装置自1999年建成投产，硫酸装置循环水系统，主要将冷却塔冷却的循环水输送到干吸岗位的酸冷器、净化岗位的间冷器、汽轮发电机的冷凝器进行热交换，以满足发电和硫酸生产的需要。

循环水系统主要的动力装置配有3台水泵，型号350S44，额定流量1260m3/h，额定扬程44m，转速1480rpm，长沙水泵厂生产；配套电机型号Y355-1-4/220kW/6kV/26.3A/1485rpm，西安电机厂生产。

7台冷却塔各匹配一台22kW电机。正常运转时循环水泵实行两开一备，冷却塔运转数量则视循环水温决定， 开启数量在4～7台之间。硫酸装置流程如下方框示意图。

2 设备运行现状

自建成投产以来循环水系统经一系列的设备改造和更新。2011年年终检修把循环水泵泵组供水方式由并联供水改为独立供水后，循环泵泵组供水流量增多；同时对间冷器、冷却塔等老化设备进行更新或优化，并降低了10多米高度，从而降低了循环水扬程，泵组的总流量偏大，而在硫酸实际生产中时常要用阀门来调节流量，循环泵组功率偏大，硫酸循环水系统电能消耗每年高达379万kW.h；可采取措施降低泵组流量和功率，达到降低循环水系统电能消耗的目的。循环泵泵组在阀门全开时流量可达到2500多m?。在目前工艺状态下，酸冷器段所在的2#循环水泵的出口控制阀门开度约为3/4，冷凝器段的出口控制阀门开度约1/4，循环水系统所需流量约为2100m?，所以在生产过程需用阀门来调小流量。因此循环水泵与系统不匹配，泵组功率偏大，能耗增加；循环水泵偏离最佳功况运行范围，实际效率低。

3 350 S44循环水泵节能改造的可行性

3.1 硫酸系统所需流量的估算

在目前硫酸循环水系统中，循环水系统所需流量约为2100m?，独立供水下单台循环水泵的流量为1050m?。根据这一流量来选取水泵型号，由水泵的性能曲线看出，350S44A的水泵正好匹配。如果把350S44水泵改用350S44A型泵后，在控制阀门开度相同的情况下，单个循环泵流量下降约100 m3/h，两台泵独立运行时总流量共少200 m3/h 左右，扬程平均下降了7米，控制阀全开时总流量可达到2600多m3/h 。（具体详情见图一、350 S44和350 S44A性能参数比较）

在循环泵3所在的冷凝器支路，阀门开不到2/3就可满足冷凝器所需冷却用循环水的要求，这时泵的流量小于1100m3 /h，泵的扬程为37米（3MW汽轮机负荷达3200 kW.h所需的循环水量约980 m3 /h）；在间冷器、酸冷器的供水支路，非高温天气时，硫酸供水全开2#350S44A循环水泵，流量可达到1350 m3 /h，泵的扬程为31米；完全能满足当前循环水系统设备热交换的需要。如夏天最热天气时，全开2#350S44A流量仍然不够，可全开1#350S44循环水泵，在扬程在35m此时泵的流量可达到1500 m3 /h，来满足酸冷器、间冷器的热交换需要。

3.2 350 S44循环水泵节能改造的方案选择

3.2.1如把2台350 S44改为350 S44A，每台循环泵额定功率降低了60kW.h，2台达到120kW.h。但投入成本相对过高：循环泵匹配的160 kW Y315L1-4电机不能用原来的6000V的配电系统，要重新安装一套低压配电系统。一条4*120 m2 的电缆100米、一个带软启动的配电箱，350 S44A循环泵价格约2.4 万元，配套Y315L1-4电机约2.7万元（长沙水泵总厂），更新一台水泵带配套电机、电缆线、软启动的配电箱、再加上基础费用，约20万元。更换二台高效节能泵的总投资估计为40多万元。优点：能效高，性价比高，但投资大，安装时间长。

3.2.2充分利用现有设备，保持6000V电机和电缆不变，把2台循环水泵叶轮进行切割，把350S44循环泵叶轮直径切割到350S44A循环泵的叶轮直径的尺寸大小，来降低了循环泵一个等级的流量。为了证明切割叶轮降低流量的可行性，我们用2#备用泵来做试验。2012年8月6日，小组成员冯远友、廖国铭用以前更换拆下的350S44叶轮，到云硫机械厂把叶轮尺寸从Φ410切割到Φ370（350S44A循环泵叶轮直径长度），8月8日在机修员工的协助下，关闭2#循环水泵的进出口阀门，拆下2#循环水泵的叶轮，并重新安装好，向冷凝器供水，运行了两天，试验结果表明：电机电流从原来的24A下降到20A，功率从198kW下降到142kW，流量约1100m3/h ，循环泵的出口水温为29℃，能满足生产需要。所以我们选择切割循环水泵350S44叶轮。

4节能改造

我厂在8月10日-9月20日这段时间，先后对2台循环水泵的叶轮进行切割再安装。把叶轮从Φ410切割到Φ370，充分利用停机检修时间进行安装，之后投入运行。循环水的系统流量约为2200m3 /h，能满足冷凝器、酸冷器、板式换热器的热交换需要，循环水温在30℃以下，3MW汽轮机在低真空度下运行，其它各种参数指标在设计范围内。从2012年10月到2013年3月（11月停机检修，未统计），循环水泵泵组共用电量837144kW.h，比改造前的循环水泵泵组共用电量1186698kW.h，用电量下降了349554kW.h；改造后泵组的平均负荷为290.67kW.h，比改造前泵组的平均负荷408.64kW.h，下降了117.97kW.h。而切割叶轮的总成本为240元。以上网电价0.4716元/kW.h计算，活动期间（四个月）的经济效益为16.46万元。以此推算，全年的经济效益达到49.38万元，节能的效果相当明显。