CN105840474B - 基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，涉及节能技术领域。该基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法包括以下步骤：A、对流体管路的各种实际流体工况进行分析；B、对流体管路的实际操作条件进行分析；C、结合各种流体工况和管路操作条件的可能组合，对整个流体工艺及设备进行实际分析和重组，计算出合理压降；D、选取合理流量和合理扬程；E、选择最合理的节能改造方案。本发明通过采用上述方法能够大幅度降低流体输送设备的动力消耗，达到较好的节能效果，适应性更强，节能量更大。

Description

基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法

技术领域

本发明涉及流体输送系统节能技术领域，尤其涉及一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法。

背景技术

在工业流程中，流体输送大部分采用泵和压缩机。在设备投用后，因加工的原料性质或装置加工量或目的产品的要求发生变化或进行装置改造或流程变化，流体输送设备的运行工况也会与原设计工况发生相应的变化或偏离。在输送设备的扬程或输送能力大于系统要求时，一般会采取以下的手段进行调整：

1、部分流体输送设备的输送能力太大时，为了满足工艺设备的最低流量正常运行，一段采用流体从出口端返回至入口端(该部分流体从出口返回入口，会严重浪费电力)

2、输送设备的压头太高时，一般会采取以下手段：

A、输送设备的出口阀或流经管路的阀门的开度调小，即将富余的压头消耗在这些阀门上。

B、增大管路调节设备的阻力降，如调节阀的开度减小、采用小口径调节阀。

C、增加流体输送设备的速度调节装置(如液力藕合、永磁调速、变频器)。

D、更换输送设备的转动部件或改造输送设备的转动部分或增加行程调节手段。

在以上所述改造方法中，方法A和B均加大系统的阻力损失，并没有减少输送设备的能量消耗。方法C和D则节省了能量消耗。

但是，上述C和D两种方法均是基于现有管路系统和现有工艺设备进行的，并未对流体输送管路系统的工艺流程和工艺设备的运行状态进行分析，没有挖掘“藏”在工艺流程和工艺设备中的不合理压力损失，因此节能的空间较小。另外，增加流体输送设备的调速机构，一方面增加改造的投资额，另一方面降低了系统的运行可靠性。增加调速装置或增加行程调节手段或改造输送设备转动部件的手段也会降低输送设备的运行效率。

虽然，上述改造方法C和D在采用调速装置进行节能或采用更换输送设备转动部件或改造输送设备转动部件的节能改造，均是基于现有流体输送管路系统的流程是“合理”的，系统中的工艺运行参数是“合理”的，所用的工艺方法是“合理”的，流体流经线路上所选用的设备型式和型号也是“合理”的，即目前流体流经线路上的所有工艺流程和目前所使用的工艺设备均不作调整的前提下，仅仅是将流体输送明显的扬程富余量进行调整的节能方法。

但是，传统的节能方法还存在一些明显的缺陷：采用改造输送设备的转动部件后对原转动设备有破坏性，无法再恢复原状；且改造输送设备的转动部件后输送设备的效率会下降。采用增上变速设备一方面会增加改造的投资，另外也会影响系统的可靠性和稳定性，如大量采用变频器的调速装置，也会对电网运行有不利影响，变频器在配电柜占地位置受限。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够大幅度降低流体输送设备的动力消耗，适应性更强，节能量更大的基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，包括以下步骤：

A、对流体管路的各种实际流体工况进行分析；

B、对流体管路的实际操作条件进行分析；

C、结合各种流体工况和管路操作条件的可能组合，对整个流体工艺及设备进行实际分析和重组，计算出合理压降；

D、选取合理流量和合理扬程；

E、选择最合理的节能改造方案。

作为一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法的优选方案，所述步骤A具体为：

对流体管路的实际流体工况包括开停工工况、催化剂初末期工况、正常运行工况、最大最小工况、原料变化、生产方案的各可能运行工况及组合工况进行全面评估，考虑全年运行时间6000小时以上工况下选取合适的流量范围作为优化基准。

作为一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法的优选方案，所述步骤B具体为：

对流体管路的实际操作条件包括机泵入口罐的液位高度和界面压力，机泵输送末端反应器或塔的液位高度和界面压力，以及输送物料操作温度下的密度各变化情况进行分析，核算管路实际所需扬程。

作为一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法的优选方案，所述步骤C具体为：

对上述各种流体工况和管路操作条件的可能组合，建立管路系统压损计算模型，对系统的压力降进行计算，并根据现场的实际测量值对模型进行修正，并评估现场部分关闭的阀门压力损失。

作为一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法的优选方案，所述步骤D具体为：

分析流体输送管路上不合理压损，并对不合理压损进行改进后，将流体输送所需扬程和流量作为机泵选型的基础，选取合理流量和合理扬程。

作为一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法的优选方案，所述步骤E中的节能改造方案包括更换高效流体输送设备，更换输送设备的高效运转部件，改造流体输送设备的运转部件，增加流体输送设备的调速机构，增加行程调节设施的一种或几种的组合。

本发明的有益效果为：

本发明提出一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，根据流体输送管路的实际流体运行工况和操作条件，结合装置原料变化、处理负荷变化，对工艺所需合理流量和流体输送管路所需合理扬程进行严格分析和核算，在管路系统工艺及设备重组改进后的压力损失作为基础，再结合装置的实际需要输送流量对机泵重新选型。本发明通过采用上述方法能够大幅度降低流体输送设备的动力消耗，达到较好的节能效果，适应性更强，节能量更大。

附图说明

图1是本发明优选实施例提供的采用基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法的流体输送管路系统的结构组成图；

图2是本发明优选实施例提供的基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法的流程图。

图中：

1、机泵入口罐；2、过滤器；3、机泵；4、止回阀；5、手阀；6、流量计；7、调节阀；8、换热设备；9、加热炉；10、反应器。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提出一种新型基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，包括以下步骤：

A、对流体管路的各种实际流体工况进行分析；

B、对流体管路的实际操作条件进行分析；

C、结合各种流体工况和管路操作条件的可能组合，对整个流体工艺及设备进行实际分析和重组，计算出合理压降；

D、选取合理流量和合理扬程；

E、选择最合理的节能改造方案。

本申请的节能方法与传统节能方法的主要不同在于，通过对输送系统各部件和设备的分析，找到“藏”在系统中的不合理压力损失，再通过对找到的不合理流程或设备进行改造，降低系统对流体输送设备出口压力的需要。在此基础上，再采用传统的改造方法对输送设备进行节能改造，可大幅度降低流体输送设备的动力消耗。

具体参见以下优选实施例：

优选实施例

如图1所示，本实施例的流体输送管路系统主要由入口罐1、过滤器2、机泵3、止回阀4、手阀5、调节阀6、流量计7、换热设备8、加热炉9、反应器或塔10及连接管路(P-1/9)组成。

本实施例提出一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，如图2所示，该基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法包括以下步骤：

A、对流体管路的各种实际流体工况进行分析；

对流体管路的实际流体工况包括开停工工况(含水联运)、催化剂初末期工况、正常运行工况、最大最小工况、原料变化、生产方案的各可能运行工况及组合工况进行全面评估，考虑全年运行时间6000小时以上工况下选取合适的流量范围作为优化基准。

B、对流体管路的实际操作条件进行分析；

对流体管路的实际操作条件包括机泵入口罐1的液位高度和界面压力，机泵输送末端反应器10的液位高度和界面压力，以及输送物料操作温度下的密度各变化情况进行分析，例如，机泵入口罐1的液位高度和界面压力升高，则有利于降低机泵扬程需求，机泵输送末端反应器10的液位高度和界面压力越高，则对机泵扬程需求越大，反之亦然。而输送物料操作温度变化会影响到物料密度，如操作温度升高则液体密度降低，扬程需求增大。因此需要根据实际的各种变化情况，核算管路实际所需扬程。

C、结合各种流体工况和管路操作条件的可能组合，对整个流体工艺及设备进行实际分析和重组，计算出合理压降；

对上述各种流体工况和管路操作条件的可能组合，建立管路系统压损计算模型，对系统的压力降进行计算，并根据现场的实际测量值对模型进行修正，并评估现场部分关闭的阀门压力损失。

D、选取合理流量和合理扬程；

分析流体输送管路上不合理压损，并对不合理压损进行改进后，将流体输送所需扬程和流量作为机泵3选型的基础，选取合理流量和合理扬程。

具体的，包括以下步骤：

1、根据工艺的要求，对不需要出口返回入口的输送系统，或可以降低返回量的系统，根据工艺的要求对返回量进行修正或取消。

2、现状的理论计算和实测压力均大于合理值时，即有必要进行技术改造降低不合理的压损。

核算范围包括工艺设备(换热设备8、加热炉9)、途径的各管线段、调节阀7及其它阀门(止回阀4和手阀5)、流量计6、过滤器2、工艺过程如反应器10。

通过核算，将高压降的调节阀7和过滤器2更换为低压降型，和/或将高压降的换热设备8管壳程改造为低压降，和/或在满足工艺换热要求下将局部工艺管路由串联改为并联，采用上述措施后一些不合理压损降低幅度可达20-50％。

综合上述两项，即可选取满足各种流体实际工况和管路操作条件可能组合下的合理流量和合理扬程。

E、选择最合理的节能改造方案。

在确定输送管路改造方案后，再对流体输送设备进行改造，改造方法根据输送系统的实际情况和企业的要求选择，包含但不限于更换高效流体输送设备，更换输送设备的高效运转部件，改造流体输送设备的运转部件，增加流体输送设备的调速机构、增加行程调节设施的一种或几种的组合。

本实施例根据流体输送管路的实际流体运行工况和操作条件，结合装置原料变化、处理负荷变化，对工艺所需合理流量和流体输送管路所需合理扬程进行严格分析和核算(必要时需要进行现场实际测量以验证计算模型)，在管路系统工艺及设备重组改进后的压力损失作为基础，再结合装置的实际需要输送流量对机泵重新选型，根据现场实际情况选取以更换高效叶轮替代原叶轮为主的方案进行节电改造，通过采用上述方法能够大幅度降低流体输送设备的动力消耗，达到较好的节能效果，适应性更强，节能量更大。

综上，本发明是在对流体工艺过程及流体流经路线各行运设备、管路、阀门、调节设备的压力损失完整分析和计算，并根据现场的实际测量数据对计算进行修正，找出该输送系统的问题并进行针对性改造。在此基础上，再根据输送管路的特点选择合理的节能方法(如更换高效流体输送设备或更换流体输送设备的转动部件或对流体输送设备的转动设备进行改造或增加输送设备的调速装置或增加行程调节装置)。因此，本发明更适用于流体输送系统的改造项目，由于考虑了装置可能出现的各种运行工况，因此适应性也更强，节能量更大。本发明除了可以获得传统节能方法的节能量外(10％或以上)，还可“额外”获得因对输送系统压力损失较大的部件进行改造而节省的能量(10％或以上)。对一般的流体输送管路，采用本发明可以降低能量消耗20％或以上。

以结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、对流体管路的各种实际流体工况进行分析；

B、对流体管路的实际操作条件进行分析；

C、结合各种流体工况和管路操作条件的可能组合，对整个流体工艺及设备进行实际分析和重组，计算出合理压降；

D、选取合理流量和合理扬程；

E、选择最合理的节能改造方案；

所述步骤A具体为：

对流体管路的实际流体工况包括开停工工况、催化剂初末期工况、正常运行工况、最大最小工况、原料变化、生产方案的各可能运行工况及组合工况进行全面评估，考虑全年运行时间6000小时以上工况下选取合适的流量范围作为优化基准。

2.根据权利要求1所述的基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

对流体管路的实际操作条件包括机泵入口罐的液位高度和界面压力，机泵输送末端反应器或塔的液位高度和界面压力，以及输送物料操作温度下的密度各变化情况进行分析，核算管路实际所需扬程。

3.根据权利要求1所述的基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，其特征在于，所述步骤C具体为：

对上述各种流体工况和管路操作条件的可能组合，建立管路系统压损计算模型，对系统的压力降进行计算，并根据现场的实际测量值对模型进行修正，并评估现场部分关闭的阀门压力损失。

4.根据权利要求1所述的基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，其特征在于，所述步骤D具体为：

分析流体输送管路上不合理压损，并对不合理压损进行改进后，将流体输送所需扬程和流量作为机泵选型的基础，选取合理流量和合理扬程。

5.根据权利要求1所述的基于流体输送管路工艺及设备重组的机泵节能方法，其特征在于，所述步骤E中的节能改造方案包括更换高效流体输送设备，更换输送设备的高效运转部件，改造流体输送设备的运转部件，增加流体输送设备的调速机构，增加行程调节设施的一种或几种的组合。