烟台市曹家水泵能效分析报告

山东烟台市曹家热力站节能改造方案格兰富（中国）投资有限公司2014年2月27日目录1前言2现有系统情况3现场测试3-1测试目的3-2测试方法3-3测试工具及分析软件3-4测试过程3-5测试结果4改造方案5方案比较6投资回报周期7建议方案中水泵特点8结论及建议-1-山东烟台市曹家换热站1前言本次经与业主协商达成一致意见，我方格兰富公司利用专业的设备对换热站的二次侧循环泵进行运行工况检测，并用专业的分析软件对测试结果进行水泵运行工况的能耗分析，给贵方提出最佳的解决方法和节能改造方案，以供贵方参考。注：本报告数据根据现场测试完成，而且涉及到的水泵为卧式端吸泵。2现有换热站系统情况本换热站共有一个换热系统，供暖面积8万平方米；运行方式为一台循环泵变频运行；原系统情况如下：循环泵系统信息编号供热区域流量扬程功率品牌型号变频[m3/h][m][kW]是否P1低压区4005075凯泉/√运行部门反映：当前运行工况可以满足用户需求，但每采暖季的能耗明显偏高，希望能够通过本次审计找出原因，并提出有效降低能耗的方案。3现场水泵测试3-1测试目的通过专业检测设备检测，得出现有板换二次侧的实际工况如流量、扬程、输入功率等，通过水泵实际工作参数重新选择更适用的水泵，通过比较新旧水泵效率及输入功率，得出改造后是否节能及节能率。3-2测试方法1)流量Q：采用便携式超声波流量计测量。将探头安装在水泵出口主管道上，测量时探头紧贴管壁安装。2)扬程H：将压力传感器安装在水泵进出口管道上的压力表口上，测量进出口压力值进行相减得水泵扬程。3)输入功率P1：通过在水泵进线或配电柜内同时测量水泵对应的电流和电压，并自动检测功率因数cosφ，功率仪自动计算出输入功率，原理如下：P1=cos3IU。-2-山东烟台市曹家换热站4)水泵效率η：通过实际测得的以上三项数据可以计算出水泵实际的效率：1367PHQ3-3测试工具及分析软件测试工具主要包括：功耗仪、超声波流量计、压力变送器、数据记录仪；功耗仪根据电压探头、电流互感器信号反馈计算水泵能耗；超声波流量计根据安装在流体管路外的探头信号反馈进行数据分析计算；数据记录仪将功耗仪、超声波流量计、压力变送器所测数据进行逐时连续记录，可连续测试记录24-48小时甚至更长时间内的系统负荷变化数据。有了系统连续的负荷变化数据，就可利用格兰富公司独立开发的系统能耗分析软件（COO.lcc）对系统负荷变化规律分时段做详细的解析，得出运行周期中的最大值，最小值，平均值，根据负荷曲线确定运行周期中时间最长的工况参数等，对现有系统所存在的问题进行诊断，提出解决方案，并依据实际测试值确定合理的节能改造方案。3-4测试过程现场图片：在电控柜内测量电机电压、电流、功率、功率因数；在水泵出口管路处测流量；在水泵入口总管及出口支管测水泵进出口压力；-3-山东烟台市曹家换热站3-5测试结果3-5.1低压区现场运行频率为32.5Hz，按照运行频率进行测量，实际工况如下：实际总流量(监测平均值)：210m3/h实际扬程（监测平均值）：20m变频器设定频率：32.5Hz总电压：380V变频器输出电流：38A理论耗电量（工况计算值）：22.5KW全天理论电量（工况计算值）540度水泵总效率（监测平均值）：50.9%由于运行频率偏低，导致水泵效率不高4改造方案：改造前提：1、测量时室外温度为-2摄氏度。2、末端未发现水力不平衡现象。3、供回水温差在10摄氏度左右。4、测量当天参数较为合理。基于以上4点，对此次的泵参数不做大规模调整。在不改变现有的非受控定频运行模式，根据实测参数替换泵，选择在实际运行工况条件下效率更高的循环泵，从而达到降低轴功率、节约能源的目的。根据实地情况选择立式离心泵，可选择格兰富TP系列立式管道泵。-4-山东烟台市曹家换热站供热系统低压区型号：TP200-330/4工频流量：360m3/h工频扬程：26m测试工况点频率50Hz配用电机功率：37kW电机额定转速1480rpm测试工况点水力效率82.8%水泵数量：1用1备TP200-330/4-5-山东烟台市曹家换热站5方案比较改造后同实际工况点水泵曲线图低压区（210m3/h、20m）工况点水泵效率78.6%，工况耗电量15.43KWTP200-330/4-6-山东烟台市曹家换热站建议方案与原有水泵参数的比较建议方案与原有水泵耗电量的比较（额定值）02040608075kw37kw原泵耗电量（KW/h）改造后耗电量（KW/h）项目低压区原循环泵改造方案水泵型号/TP200-330/4最大工况流量（m3/h）400360最大工况扬程(m)5026额定电机功率（kW）7537实际工况点耗电量（工况计算值）22.515.43监测工况水泵总效率（%）50.978.6同运行模式监测工况节能率（%）/31.4%-7-山东烟台市曹家换热站建议方案与原有水泵耗电量的比较（实际工况值）051015202522.5KW15.43KW原泵耗电量（KW/h）改造后耗电量（KW/h）以上分析可以看出，选用高效率高质量产品，可以在持续节能的前提下，还可以而外提供给客户长时间维持高效率、噪音振动小、日常保养工作量小、维修周期长、产品寿命长等等好处；6投资回报周期格兰富水泵与普通水泵15年寿命周期成本比较在进行节能改造的过程中，应全面考虑改造方案，根据LCC计算原则，尽量采用高效率高质量的产品，以达到在设备寿命周期内总费用最低。AGuidetoLCCAnalysisforPumping系统由以下协会制定:欧洲水力协会欧洲泵业美国工业技术能源发展办公室-8-山东烟台市曹家换热站LCC=Cic+Cin+Ce+Co+Cm+Cs+Cenv+CdLCC=寿命周期成本Cic=初投资,购买价格Cin=安装维护成本Ce=能量成本Co=运行成本(劳动成本)Cm=维护成本Cs=误工成本(生产损失)Cenv=环境成本Cd=废弃处理成本简单寿命周期成本（LCC）分析项目采购成本维修成本能耗使用寿命全寿命周期成本年均成本年均节约（元）（元/年）（元/年）（年）（元）（元/年）（元）TP200-330/4100015此简单计算中，仅考虑采购、能耗及维修三项主要费用，未计入人工及环保成本，也未考虑能源价格的增加和利率；维修成本为全周期维修费用均摊至每年；未考虑大部件由于腐蚀磨损原因无法修复而进行整体更换的费用；格兰富水泵年能耗计算基于该型号在测试工作点效率；用于对比的水泵年能耗计算基于其同工况效率低10%来计算；未考虑随着使用年限的增加产生的效率下降。价格为估算价，不做为报价；水泵采购成本（不含备用泵）（元）改造后采暖季节能计算电耗（实际工况值）（kWh)电价（元/KWh）年节约电费（元）投资回收年限（年）1.82-9-山东烟台市曹家换热站7建议方案中水泵特点格兰富TP系列管道泵为立式、单级管道离心泵，配有标准电机和机械轴封。其特点主要有：可靠性高：1、铸铁叶轮更好的机械平衡减小了震动，保证了运行的稳定和平稳。同时，叶轮上的小孔有助于减小泵中产生压力所引起的马达轴承变形，同时提高了管道泵的使用寿命；2、叶轮和泵壳的电泳处理使其表面十分光滑，经久耐磨并降低了摩擦，延长了使用寿命，同时采用电泳处理可以有效避免因喷漆而引起的不均匀性；3、非常牢固的泵轴/联轴器一体化设计使泵轴以纯旋转的方式运转，牢固的结构使横向运动降低到最小程度，从而最大限度地减小了震动和磨损，有效改善了轴封和轴承的运行环境并延长了其使用寿命；效率高：1、最佳的水利模型设计保证了水泵的高效率TP泵对叶轮和泵壳的水利模型的独特设计使水的流动效果更佳，在水流过管道泵时不会产生漩涡，管道泵中的回流也可以降低到最低程度，极大的提高了水泵效率；2、叶轮和泵壳的最佳匹配提高了水泵效率通过不断对叶轮和泵壳的几何形状进行改进和调整使它们的整体效率达到了最高；3、一体化的泵轴/联轴器的设计提高了水泵效率；独特的泵轴/联轴器一体化设计使运转更平稳，同时消除了不规则运动，并能够实现减小叶轮和泵壳之间的距离，从而降低了系统中的回流提高了工作效率；4、格兰富TP管道泵采用高效电机，相对通常使用的标准普通电机效率更高，使节能效果更明显；5、泵壳和叶轮的表面电泳处理使得相对表面粗糙的水泵而言，效率可以增加1-2％，有效降低能耗；6、由于泵和电机均由格兰富公司提供，使得电机与水泵的匹配更好，同时降低误差风险，效率更高。噪音低：1、泵进出口管道尺寸的设计确保流速低，运行平稳，噪音低；2、独特的轴/联轴器一体化设计及叶轮良好的动平衡确保了泵运行平稳，降低了噪音；3、采用高效率电机，使总体噪音更低。安装、维护方便：-10-山东烟台市曹家换热站1、泵头（电机、电机座和叶轮）可以直接拆卸而不影响管路；2、安装方便，节省空间；3、无需调整马达轴和泵轴的同轴度，安装调试简单；4、泵内无轴承等易损件，无需维护；8结论及建议经测试发现现有系统的循环泵流量或扬程均与水泵的额定设计值有较大差距，说明水泵的额定流量扬程与系统实际工况不符，造成水泵运行效率低下，偏离高效工作区，能耗较高，存在浪费现象。现根据实际测试值推荐使用更适合现有系统运行且高效节能的水泵。选用与实测工况尽量匹配的格兰富TP立式管道泵，以纠正原系统循环泵工频非受控运转时效率低下的问题。新选用的各系统的循环泵额定功率均比现有系统低，且运行效率均有明显提高，节能率能提高：低压区：31.4%。投资回报周期：2年。根据以上分析，建议以监测实际工况为基准选择新的循环泵，以达到提高系统运行效率，节能减排的目的。循环泵的耗电量占供热系统总能耗相当大的比重，仅次于热源的能耗。设备选型趋于保守、能力偏高是我国供暖设计存在的普遍现象，也是导致能耗过高的根源所在；选用合适的设备是节能工作的基础，也是整个供热系统节能的切入点。在本项目中，换热站二次侧能耗主要表现为循环泵的电耗，选用更适合系统工况点的水泵，既可以为节能减排打好坚实的基础又能收到立竿见影的效果！