湖北某化工廠脫硫工段脫硫泵擴容節(jié)能改造實現(xiàn)方法

（萬洲電氣股份有限公司 武漢430073）

摘  要：本文涉及化工合成氨行業(yè)脫硫工段的脫硫泵節(jié)能改造，介紹了通過檢測脫硫工段的運行工況參數(shù)和脫硫泵型號參數(shù)，準確判斷引起高能耗各種原因，準確找到最佳工況點，按最佳運行工況參數(shù)定做“高效節(jié)能泵”， 替換目前處于不利工況、低效率運行的水泵，消除了因系統(tǒng)配置不合理引起的低效率輸送，達到最佳的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：脫硫泵；高效節(jié)能泵；節(jié)能降耗

1引言

化工合成氨生產(chǎn)過程中，經(jīng)氣柜送到脫硫工段的混合氣體，首先須去除混合氣體中的H2S，然后再經(jīng)過變換、變脫、脫碳、烷烴化、壓縮及合成最終反應(yīng)生成NH3，制得合格的液氨存儲在液氨槽中。脫硫在合成氨整個生產(chǎn)過程中是至關(guān)重要的一個工段，脫硫塔的脫硫能力關(guān)系到整個合成氨的生產(chǎn)能力、液氨質(zhì)量、以及生產(chǎn)過程中設(shè)備運行狀態(tài)與壽命。

2節(jié)能方案設(shè)計

 一般合成氨廠脫硫工段的貧液泵會配置3臺，功率一般相同，根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)情況確定脫硫泵的開停，本文在深入湖北某合成氨生產(chǎn)現(xiàn)場的基礎(chǔ)上，對生產(chǎn)線脫硫系統(tǒng)進行了詳細的工況調(diào)查和數(shù)據(jù)收集，根據(jù)現(xiàn)場工藝人員交流得知，在脫硫工段，合成氨廠想進行脫硫貧液擴容改造，結(jié)合節(jié)能服務(wù)公司萬洲電氣常年在化工行業(yè)工控和系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域項目改造經(jīng)驗，針對脫硫泵進行系統(tǒng)分析、研究，結(jié)合系統(tǒng)管路流體力學(xué)特性，按最佳運行工況參數(shù)優(yōu)化目前處于不利工況、低效率運行的脫硫泵，降低“無效能耗”，提高輸送效率，達到最佳的節(jié)能效果。脫硫工段生產(chǎn)流程示意圖如下：

圖1 脫硫工段生產(chǎn)示意圖

根據(jù)貴廠的實際情況，我公司采用智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)中的分析工具對水力系統(tǒng)建立模型分析、局部實體水力建立模型分析，配合流體輸送高效節(jié)能技術(shù)綜合考慮，在此基礎(chǔ)上制定了脫硫泵擴容的節(jié)能改造方案：定制高效節(jié)能泵并優(yōu)化脫硫系統(tǒng)工況，從根本上解決了循環(huán)水系統(tǒng)普遍存在的“大流量、低效率、高能耗”這個技術(shù)難題。將現(xiàn)已嚴重偏離最佳工況點運行的脫硫系統(tǒng)工況恢復(fù)到最佳工況點，使改造后系統(tǒng)的無效阻力降低，由此達到最佳節(jié)能效果。

3節(jié)能改造效益分析

3.1節(jié)能技改前運行工況

合成氨廠脫硫工段，脫硫泵組共有3臺脫硫泵并聯(lián)，分別為1#～3#，運行模式： 2用1備；供電電壓10KV左右，年運行時間按 8640h計算。

原有運行設(shè)備主要參數(shù)如下：

現(xiàn)場收集的運行參數(shù)可：正常運行開2臺脫硫泵（2#+3#），2#脫硫運行電流：13A，3#脫硫泵運行電流：12.7A，脫硫泵實際流量約為：800m3/h，揚程：32m。

脫硫泵機組的功耗計算公式：N=1.732 × U × I ×cosα ，根據(jù)目前的脫硫泵運行工況可知：

2#脫硫泵功耗=1.732 ×10×13 × 0.85 =191.3KW

3#脫硫泵功耗=1.732 ×10×12.7 × 0.85 =186.9KW

脫硫泵機組的總功耗N總=191.3+186.9=378.2KW

脫硫泵機組按照以下的功耗公式：N=9.81×流量×揚程 /效率=9.81× Q × H /η  （H為脫硫泵進出口壓力差，單位：m）

脫硫泵機組效率值僅為η=9.81x1600 x32/3600/378.2=37%；即在目前運行工況條件下，脫硫循環(huán)泵系統(tǒng)整體機組效率值為37%.

用戶方增容技改要求：技改后脫硫循環(huán)泵系統(tǒng)，單臺流量增至約1200 m3/h，實際揚程增至40m左右。

通過分析計算可知：按照系統(tǒng)目前的流量、壓力情況，如要使脫硫泵實際揚程不低于40m，如果以原來的脫硫泵機組效率η=37%進行計算，則達到該壓力值的脫硫泵機組功耗

N1=9.81 x 2400 x 40/3600/37%=707kw（以此作為技改前的功率）。

3.1節(jié)能技改前后脫硫泵能耗對比如下：

通過節(jié)能技改，根據(jù)我們實際改造經(jīng)驗，預(yù)計可以使脫硫泵系統(tǒng)技改部分平均節(jié)電率達到51.3%以上，每年可節(jié)省用電 317.9萬度（按實際運行時間計）按 0.6元/度計算，可節(jié)省電費190.7萬元，在節(jié)能技改驗收完成之后，真實的節(jié)電效益往往比預(yù)估的節(jié)電率要高（進行節(jié)能改造之前，我們將為合成氨廠脫硫泵系統(tǒng)，在進行一個系統(tǒng)的檢測，經(jīng)過系統(tǒng)檢測之后，計算節(jié)電率將接近真實節(jié)電效果）。據(jù)此分析脫硫工段脫硫泵節(jié)能改造確實具有明顯的節(jié)能效果。

4節(jié)能改造工程收費

萬洲節(jié)能服務(wù)公司為用戶進行節(jié)能技改的業(yè)務(wù)可按國際通行的合同能源管理模式〈EMC〉運作，由節(jié)能公司負責項目節(jié)能技改投資（包括資金、技術(shù)），雙方按約定的比例分享節(jié)電收益。支付給節(jié)能公司的節(jié)電收益完全按技改產(chǎn)生的節(jié)電費確定，徹底解決技改用戶在技改技術(shù)、資金、管理、效益上存在的困難和疑慮，完全避免在節(jié)能技改過程中給用戶帶來的任何風險和隱患，讓用戶獲得最大利益回報。也可以一次性采購，一次投資，終身獲得節(jié)能效益回報。

5節(jié)能技改效果測試與驗收

1、針對工藝脫硫泵系統(tǒng)：起動技改前設(shè)備運行3小時（要求系統(tǒng)運行平衡），后用我方提供的技改設(shè)備同樣運行3小時，檢測主機進出口流量和壓力，以滿足正常生產(chǎn)為驗收條件。

2、用功率表檢測設(shè)備技改前、后的電機輸入功率，按如下計算方法計算節(jié)電率:

 節(jié)電率（%）=（技改前的耗電量-技改后的耗電量）/技改前的耗電量×100%

 實際節(jié)電量（kw·h）=技改前的耗電功率（kw）×節(jié)電率×運行時間（h）

              實際節(jié)電費（元）＝實際節(jié)電量（kw·h）×電價（元/kw·h）

3、通過上述方法與計算公式判斷是否達到技改目標，驗收時雙方共同簽署《技改工程驗收單》。

6結(jié)論 

脫硫工段脫硫泵綜合節(jié)能改造，實現(xiàn)了脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟運行、節(jié)能效果顯著等優(yōu)點，可以在合成氨脫硫系統(tǒng)改造中得到廣泛推廣與運用。