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循环水节能改造技术
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一、节能原理
        在保证正常生产需求、不影响工艺安全前提下,多次利用高精度仪器仪表进行现场数据的采集、测量及对系统工艺、运行工况的全面了解,采用三元流等流体软件进行系统分析,从水泵、机组配合及管路系统三方面入手,诊断出系统当前的能耗状况,重新设计出该系统优能效方案。通过量身定制高效节能泵、优化水力平衡、优化水泵配置、整改管网不利因素、提高换热效率等措施,提高水泵本身效率及运行效率、降低管网阻力损失,使系统处于优能效区间运行,从而达到理想的节能效果。
  


图一  循环水系统节能原理简图
二、节能途径
(1)提高水泵本身机械效率:量身定制的水泵高效率点远远大于原水泵的高效率点,见节能原理图η-η差值部分(3-8%);
(2)提高水泵与系统的运行效率:量身定制的水泵运行效率值刚好处在高效率点,该点远远大于原水泵实际运行效率值,见节能原理图η差值部分(10-30%);
(3)提高水泵系统配置效率:可保证流量不变时,降低扬程值,见节能原理图H-H差值部分(3-8%)。
三、CFD三元流仿真技术
        应用“叶轮机械三元流动理论”,把叶轮内部的三元立体空间无限的分割,通过对叶轮流道内各工作点的分析,采用CFD软件Ansys-Fluent,用k-ε双方程湍流模式建立数学模型,采用N-S方程和MRF方程进行网格划分和流场计算。依据三元流动理论设计出来的叶片形状为不规则的曲面形状,叶轮叶片的结构可适应流体的真实流态,能够控制叶轮内部全部流体质点的速度及压力分布,应用三元流动理论设计的水泵,运行效率得以显著提高。
数值计算过程:三维造型—网格划分—数值计算—后处理
 

图二  工况点为0.8Q时的泵体内及叶轮出口处的速度矢量图
 

图三  工况点为1.0Q时的泵体内及叶轮出口处的速度矢量图

图四  工况点为1.2Q时的泵体内及叶轮出口处的速度矢量图
综上,结合三个工况点的速度矢量图分析得知,在工况点为1Q时速度从叶轮进口到叶轮出口变化最大,表示三个工况点中1Q的叶轮能量转换率最高,0.8Q、1.2Q工况点,叶轮出口处都存在轻微的射流现象。从压水室速度矢量图中,流体在出口处都在混流现象,流量越少,现象越明显。
四、技改效果
(1)前期零投资,零风险,就可获得量身定制的高效节能水泵,并提供终生维保;
(2)系统平均节电率30%,极大的降低了运行成本,提高企业竞争力;
(3)从备用泵开始改造,改造过程中,不影响用户工艺安全,用户可正常生产,且保证水泵流量满足使用要求;
(4)高效节能水泵效率高,保障节电率多年稳定;
(5)量身定制的高效节能泵使用寿命超过15年,运行稳定,故障率低,机泵保养时间减少80%;
(6)用户能效管理水平大大提升,设备运行成本下降;
(7)合同期内,免费提供配平备件,设备维护成本降低为零;
(8)合同期内,以节省的电费作为节能费用,不需额外占用资金预算,不节能不收取任何费用,无偿恢复原有系统;
(9)合同期结束后,不再收取任何节能费用,节省的全部电费归用户,节能设备也赠送给用户;
(10)支付节能公司的款项在当期应缴纳税金额中减免,用户零投资;
(11)可申请国家节能奖励资金和财政补贴。
五、改造范围
(1)钢铁冶金:炼钢、炼铁、轧钢、制氧、焦化等
(2)化工:石油化工、煤化工、盐化工、农药、化肥、碱业等
(3)有色金属冶炼:铝业、铜业等
(4)自来水:取水泵站、增压泵站
(5)制药及医药化工行业
(6)电力行业:热电厂、自备电厂
(7)中央空调:大型宾馆、酒店、超市、楼宇等
(8)其他行业
六、产品特点

七、技术特点

八、典型案例



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