湖北某化工廠脫硫工段脫硫泵擴容節能改造實現方法

（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脫硫工段的脫硫泵節能改造，介紹了通過檢測脫硫工段的運行工況參數和脫硫泵型號參數，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定做“高效節能泵”， 替換目前處于不利工況、低效率運行的水泵，消除了因系統配置不合理引起的低效率輸送，達到最佳的節能效果。

關鍵詞：脫硫泵；高效節能泵；節能降耗

1引言

化工合成氨生產過程中，經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，然后再經過變換、變脫、脫碳、烷烴化、壓縮及合成最終反應生成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過程中是至關重要的一個工段，脫硫塔的脫硫能力關系到整個合成氨的生產能力、液氨質量、以及生產過程中設備運行狀態與壽命。

2節能方案設計

 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，根據生產任務情況確定脫硫泵的開停，本文在深入湖北某合成氨生產現場的基礎上，對生產線脫硫系統進行了詳細的工況調查和數據收集，根據現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，結合節能服務公司萬洲電氣常年在化工行業工控和系統節能領域項目改造經驗，針對脫硫泵進行系統分析、研究，結合系統管路流體力學特性，按最佳運行工況參數優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，達到最佳的節能效果。脫硫工段生產流程示意圖如下：

圖1 脫硫工段生產示意圖

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

3節能改造效益分析

3.1節能技改前運行工況

合成氨廠脫硫工段，脫硫泵組共有3臺脫硫泵并聯，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。

原有運行設備主要參數如下：

現場收集的運行參數可：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，脫硫循環泵系統整體機組效率值為37%.

用戶方增容技改要求：技改后脫硫循環泵系統，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節能技改前后脫硫泵能耗對比如下：

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

4節能改造工程收費

萬洲節能服務公司為用戶進行節能技改的業務可按國際通行的合同能源管理模式〈EMC〉運作，由節能公司負責項目節能技改投資（包括資金、技術），雙方按約定的比例分享節電收益。支付給節能公司的節電收益完全按技改產生的節電費確定，徹底解決技改用戶在技改技術、資金、管理、效益上存在的困難和疑慮，完全避免在節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，終身獲得節能效益回報。

5節能技改效果測試與驗收

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

2、用功率表檢測設備技改前、后的電機輸入功率，按如下計算方法計算節電率:

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

 實際節電量（kw·h）=技改前的耗電功率（kw）×節電率×運行時間（h）

              實際節電費（元）＝實際節電量（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結論 

脫硫工段脫硫泵綜合節能改造，實現了脫硫系統的經濟運行、節能效果顯著等優點，可以在合成氨脫硫系統改造中得到廣泛推廣與運用。