山西焦化股份公司共有7套循环水系统,循环水量34300 t/h,年用电量6300万kW·h,占公司总用电量的13.69%。循环水系统耗电高的主要原因是在设计时普遍存在“大马拉小车”的问题,造成能源浪费较为严重。为了彻底改变此局面,公司于2011年3月和7月先后委托浙江科维节能技术有限公司、杭州安耐杰科技有限公司2家单位对4套循环水系统运行工况进行了调查测试,并确定先在焦化厂3套循环水系统选4台循环水泵进行改造,将其更换为ECOWELL、ENEGE高效节能泵及其相应的管道附件,原有电机运行效率较高,不予更换。
项目采用浙江科维节能技术有限公司流体输送Go well技术、杭州安耐杰科技有限公司的高效流体输送技术,凭借专有的、先进的参数采集标准和计算机仿真模拟等技术手段,通过检测复核当前运行的工况参数和设备额定参数,提出系统过程能量优化最佳解决方案和系统配置最佳匹配方案,然后通过整改系统不利因素,按最佳运行工况参数定制更换ECOWELL、ENEGE高效节能泵等,实现配置优化,并通过安装ECOWELL自动控制系统实现运行控制优化,降低因负荷变化较大引起的高能耗,同时通过流量平衡调整改善换热效果。
改造方案
技改项目采用合同能源管理的模式,自改造完成投运之日起,在节能设备足时运行的48个月期限内,节能技术公司享有节能技改收益的60%,期满后节能设备无偿归我方所有。
(1)焦化厂一循环水系统原有4台冷却水泵(1#、2#、3#、4#),设计功率均为280 kW,其中的3#、4#泵测算功率分别为216.96 kW和 208.6 kW ,合计测算功率为425.56 kW,将其改造为高效节能泵后,设计合计功率为320 kW,节电率24.8%。
(2)焦化厂二循环水系统原有3台冷却水泵(5#、6#、7#),设计功率均为315 kW,其中的5#、6#泵测算功率分别为299 kW和303 kW,将5#水泵改造为高效节能泵,6#水泵不变,改造后2台泵设计合计功率为528.2 kW,节电率24.4%。
(3)焦化厂三循环水系统的苯加氢循环水系统原有2台循环水泵(1#、 2#苯加氢循环水泵),设计功率为400 kW,测算功率为378 kW,将其中的2#苯加氢循环水泵改造为高效节能泵后,设计功率为183 kW,节电率51.6%。
改造后的运行效果
2013年1月18—29日对一循环水3#、4#泵、二循环水5#泵和三循环水2#苯加氢循环水泵实施了更换高效节能泵改造。5月23—24日进行了实际测试。测试方法为:一开一备运行模式,将未改造泵和改造后节能泵各运行48 h,进行对比评价;二开一备或二开二备运行模式,采取2台未改造泵和替换1台改造后节能泵各运行48 h,进行对比评价。实测结果及评价如下。
(1)改造后的3#、4#节能泵流量比未改造的1#、2#循环水泵增加20 m3/h,压力减小0.02 MPa,电流分别减小6 A、1 A;5#节能泵流量比未改造的6#、7#循环水泵减少254 m3/h,压力减小0.02 MPa,电流减小1 A;2#苯加氢节能泵流量比1#苯加氢循环水泵减少103 m3/h,压力减小0.04 MPa,电流减小6 A。
(2)改造后一回收工艺系统冷鼓初冷器用循环水量高于未改造前约53 m3/h,压力增加0.01 MPa,初冷器后煤气温度达标(21.5 ℃),低温水用量减少6 m3/h。粗苯工序循环水量基本不变,贫油出口温度46.2 ℃,略超指标(46 ℃)。氨硫目前无法显示循环水总流量,贫液出口温度26 ℃,仍超指标(22 ℃)。
(3)改造后二回收工艺系统5#节能泵和6#泵运行时,冷鼓初冷器循环水流量比没改造的6#、7#泵运行时减少313 m3/h,初冷器后煤气温度超标(升高1 ℃),终冷循环水流量减少15 m3/h,终冷后煤气温度升高1 ℃,循环水压力降低0.02 MPa,氨分缩器循环水量减少8 m3/h, 氨气温度升高1 ℃。说明采用高效节能泵改造后泵的最大流量有所减小,工艺运行受到了一定的影响。
(4)改造后苯精制厂2#节能泵比1#循环水泵运行时循环氢压缩机进口温度降低1 ℃,出口升高1 ℃;甲苯冷却器甲苯进口温度降低1 ℃,出口温度不变;煤气压缩机煤气进口温度降低1 ℃,出口升高1 ℃;脱重塔轻苯进口温度不变,出口升高4 ℃。均接近指标上限运行。
改造后的节电效果
改造前一循环水3#、4#泵实耗功率合计446.68 kW,改造后实耗功率合计332.7 kW,节电率25.52%;改造前二循环水5#泵实耗功率300 kW,改造后实耗功率213.92 kW,节电率28.69%;改造前三循环水2#苯加氢循环水泵实耗功率366.18 kW,改造后实耗功率276.96,节电率24.36%(虽然2#苯加氢循环水泵节电率没有达到51.6%的合同指标,但还是在24%以上,节电效果还是非常明显)。改造的4台高效节能泵按年运行8640 h、电价0.51元/kW·h计算,年可节约电费127.47万元。
采用高效节能泵改造后,不足之处在于泵的最大流量和压头有所减小,使工艺运行受到一定限制,个别工艺指标高限运行甚至超标运行。建议改造时要选择富裕量大的泵来进行,做到节能与工艺运行达到最佳平衡。