湖北某化工厂脱硫工段脱硫泵扩容节能改造实现方法

湖北某化工厂脱硫工段脱硫泵扩容节能改造实现方法

（万洲电气股份有限公司）

摘  要：本文涉及化工合成氨行业脱硫工段的脱硫泵节能改造，介绍了通过检测脱硫工段的运行工况参数和脱硫泵型号参数，准确判断引起高能耗各种原因，准确找到最佳工况点，按最佳运行工况参数定做“高效节能泵”， 替换目前处于不利工况、低效率运行的水泵，消除了因系统配置不合理引起的低效率输送，达到最佳的节能效果。

关键词：脱硫泵；高效节能泵；节能降耗

1引言

化工合成氨生产过程中，经气柜送到脱硫工段的混合气体，首先须去除混合气体中的H2S，然后再经过变换、变脱、脱碳、烷烃化、压缩及合成最终反应生成NH3，制得合格的液氨存储在液氨槽中。脱硫在合成氨整个生产过程中是至关重要的一个工段，脱硫塔的脱硫能力关系到整个合成氨的生产能力、液氨质量、以及生产过程中设备运行状态与寿命。

2节能方案设计

 一般合成氨厂脱硫工段的贫液泵会配置3台，功率一般相同，根据生产任务情况确定脱硫泵的开停，本文在深入湖北某合成氨生产现场的基础上，对生产线脱硫系统进行了详细的工况调查和数据收集，根据现场工艺人员交流得知，在脱硫工段，合成氨厂想进行脱硫贫液扩容改造，结合我公司常年在化工行业工控和系统节能领域项目改造经验，针对脱硫泵进行系统分析、研究，结合系统管路流体力学特性，按最佳运行工况参数优化目前处于不利工况、低效率运行的脱硫泵，降低“无效能耗”，提高输送效率，达到最佳的节能效果。脱硫工段生产流程示意图如下：

图1 脱硫工段生产示意图

根据贵厂的实际情况，我公司采用智能优化节能系统中的分析工具对水力系统建立模型分析、局部实体水力建立模型分析，配合流体输送高效节能技术综合考虑，在此基础上制定了脱硫泵扩容的节能改造方案：定制高效节能泵并优化脱硫系统工况，从根本上解决了循环水系统普遍存在的“大流量、低效率、高能耗”这个技术难题。将现已严重偏离最佳工况点运行的脱硫系统工况恢复到最佳工况点，使改造后系统的无效阻力降低，由此达到最佳节能效果。

3节能改造效益分析

3.1节能技改前运行工况

合成氨厂脱硫工段，脱硫泵组共有3台脱硫泵并联，分别为1#～3#，运行模式： 2用1备；供电电压10KV左右，年运行时间按 8640h计算。

原有运行设备主要参数如下：

现场收集的运行参数可：正常运行开2台脱硫泵（2#+3#），2#脱硫运行电流：13A，3#脱硫泵运行电流：12.7A，脱硫泵实际流量约为：800m3/h，扬程：32m。

脱硫泵机组的功耗计算公式：N=1.732 × U × I ×cosα ，根据目前的脱硫泵运行工况可知：

2#脱硫泵功耗=1.732 ×10×13 × 0.85 =191.3KW

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

脱硫泵机组的总功耗N总=191.3+186.9=378.2KW

脱硫泵机组按照以下的功耗公式：N=9.81×流量×扬程 /效率=9.81× Q × H /η  （H为脱硫泵进出口压力差，单位：m）

脱硫泵机组效率值仅为η=9.81x1600 x32/3600/378.2=37%；即在目前运行工况条件下，脱硫循环泵系统整体机组效率值为37%.

用户方增容技改要求：技改后脱硫循环泵系统，单台流量增至约1200 m3/h，实际扬程增至40m左右。

通过分析计算可知：按照系统目前的流量、压力情况，如要使脱硫泵实际扬程不低于40m，如果以原来的脱硫泵机组效率η=37%进行计算，则达到该压力值的脱硫泵机组功耗

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

3.1节能技改前后脱硫泵能耗对比如下：

通过节能技改，根据我们实际改造经验，预计可以使脱硫泵系统技改部分平均节电率达到51.3%以上，每年可节省用电 317.9万度（按实际运行时间计）按 0.6元/度计算，可节省电费190.7万元，在节能技改验收完成之后，真实的节电效益往往比预估的节电率要高（进行节能改造之前，我们将为合成氨厂脱硫泵系统，在进行一个系统的检测，经过系统检测之后，计算节电率将接近真实节电效果）。据此分析脱硫工段脱硫泵节能改造确实具有明显的节能效果。

4节能改造工程收费

万洲节能服务公司为用户进行节能技改的业务可按国际通行的合同能源管理模式〈EMC〉运作，由节能公司负责项目节能技改投资（包括资金、技术），双方按约定的比例分享节电收益。支付给节能公司的节电收益完全按技改产生的节电费确定，彻底解决技改用户在技改技术、资金、管理、效益上存在的困难和疑虑，完全避免在节能技改过程中给用户带来的任何风险和隐患，让用户获得最大利益回报。也可以一次性采购，一次投资，终身获得节能效益回报。

5节能技改效果测试与验收

1、针对工艺脱硫泵系统：起动技改前设备运行3小时（要求系统运行平衡），后用我方提供的技改设备同样运行3小时，检测主机进出口流量和压力，以满足正常生产为验收条件。

2、用功率表检测设备技改前、后的电机输入功率，按如下计算方法计算节电率:

 节电率（%）=（技改前的耗电量-技改后的耗电量）/技改前的耗电量×100%

 实际节电量（kw·h）=技改前的耗电功率（kw）×节电率×运行时间（h）

              实际节电费（元）＝实际节电量（kw·h）×电价（元/kw·h）

3、通过上述方法与计算公式判断是否达到技改目标，验收时双方共同签署《技改工程验收单》。

6结论 

脱硫工段脱硫泵综合节能改造，实现了脱硫系统的经济运行、节能效果显著等优点，可以在合成氨脱硫系统改造中得到广泛推广与运用。