节能改造案例 | 用NSP自吸泵替代WFB自吸泵1. 前言 WFB无密封自控自吸泵与普通离心水泵相比具有主要优点: （1）采用连环多面离心密封装置，取消传统泵填料或机械密封，消除了泵的跑、冒、滴、漏象; （2）运用气水分离原理，自吸稳定可靠，特别是采用“电动空气控制阀”使虹吸现象得到彻底的破环，实现一次引流、终身自吸； （3）在新上工程上可减少深井泵房一次性土建投资。因此，在技改工程中得到广泛应用。某公司炼铁厂从2002年3#高炉大修动力软泵房开始应用自吸泵。发展到炼铁厂2#、3#冲渣泵改造工程，再后2#高炉大修动力软水泵系统、1#高炉大修冲渣泵及动力软水泵、动力外排水及废水集中处理工程、紫金棒材线水处理、转炉水处理等等工程使用了大量的WFB系列无密封自控自吸泵。据不完整统计，该公司技改工程10年来共使用近200台WFB系列无密封自控自吸泵，总装机容量达13000 kW 。 2013年，某公司2#高炉炉容从750m³，扩容到900m³改造中，高炉本体需用软水增加，如何应对降低水泵能耗，减少投资，又能满足高炉生产的需求。成为一个新的课题。 2. NSP系列高效节能自控自吸泵性能及设计特点 NSP系列高效无密封自控自吸泵，是近年发展起来新一代高效节能自吸泵产品，也是传统立式无密封自吸泵的升级换代产品。主要特点如下： 2.1 NSP系列高效无密封自控自吸泵采用全新的出口、气液分离室、蜗壳和人口等结构设计，在不明显增加流动损失的前提下，确保蜗壳内液体的高度，先进的“气水分离法”使之在结构先天保证具有自吸能力。 2.2 NSP系列高效无密封自控自吸泵研发采用“多级离心副叶轮密封”结构，在保证密封性能和装拆便利的同时，降低密封副叶轮功耗接近50%。 2.3 NSP系列高效无密封自控自吸泵，设计上采用CFD技术，对立式自吸泵过流部件整体结构进行建模，通过人口、叶轮、蜗过、气液分离室、出口、副叶轮密封结构及其各种结构的流动损失情况的分析和结构的优化，避免了过流部件内部不必要的损失，特别是气液分离室的损失得到有效控制。从而大幅度提高效率，同时使之具有良好的自吸性和汽蚀性能。 2.4 NSP系列高效无密封自控自吸泵，叶轮和蜗壳基于CFD技术进行设计，采用铸造的叶轮和蜗壳结构，在保证吸上高度与原模型基本一致的基础上效提高3%-6%。同时，在保证自吸能力的基础上，使蜗壳到出口的流动损失大幅度降低。 2.5 NSP系列高效无密封自控自吸泵与传统立式自吸泵产品相比，泵内流场更稳定，流线更加流畅，回流少，涡流小，流动损也大大减少。两种系列的结构及内部流动的示意图如图1和图2所示。
（图1 两个系列无密封自控自吸泵结构示意图）
（图2 两个系列无密封自控自吸泵气液分离室流线图） 3 2#高炉中修原来自吸泵与现在高效节能自吸泵比较 3.1 2#高炉改造、对自吸泵的分析 2004年，2#高炉大修炉容为750m³，配自吸泵2G350WFB-CD 4套(流量为每台1200-1320m³/h,扬程35-32 m，电机功率220kW，电压380V )。在2013年2#高炉中修炉容扩大为900 m³。原自吸泵更新为高效节能自吸泵350NSP1350-36 4套(流量1350 m³，扬程36m，电机功率220kW，电压380 V ), WFB自吸泵与更新后的NSP自吸泵比较如表1。 （表1 2"高炉两个系列自吸泵性能比较）
本次2#高炉自吸泵改成高效节能自吸泵350NSP1350--36后，更换泵后可直接接线运行，非常方便，节约辅助设备改造投资。 3.2 应用效果小结 经过某公司2#高炉软水泵改造后实际运行，通过投资、节能、运行对比，本次2#高炉软水泵改造均取得了明显的效果。 4 经济效益分析 从系统改造后的节电量以及投资回收周期对改造的经济效益进行分析。由于改造后的软水系统在水流量增加的前提下电机的电流有明显下降，因此，节电效果将从两个方面进行评估再相加，即流量增加带来的节能效果以泵的水力功率换算到对应电机功率进行核算，而电流减少带来的节能效果直接以电机功率进行核算，总节电量为两者相加。 根据上述核算方法，以2#高炉运行后为例，如表1所示，流量增加带来的节省功率为:
Q1、Q2分别为改造前、后的流量，单位:m³，为改造后泵的效率;N为泵的扬程，单位:m计算取35 m。 两台泵电流减小带来的节电功率为:
I1、I2分别为改造前、后的电流，单位:A;取功率因数为0.78 因此，由于软水泵工作运行为二开二备(公众号:泵管家)，二台泵总节电功率为:85.5+30.8=116.3（kW）。如以年开工时间为330天计算，电费按每度0.53元，年可节约电费为: 11 6.3x330x24x0.53=489182(元) 投资回收周期约为1年半。 5 结语 2#高炉经过一代高炉龄生产，在下一代高炉改造中，炉容略增大，要改造软水系统，用NSP高效节能自吸泵代替WFB自吸泵，在电机相同功率，泵出水流量会增加30% m³/h，能耗降低20%，系统辅助设备不需要作大改造。就能满足生产。 |
