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1、熱力站循環水泵替換節能改造方案格蘭富水泵（上海）有限公司目 錄1 前言2 現有系統情況3 現場測試3-1 測試方法3-2 測試工具及分析軟件3-3 測試過程3-4 測試結果4 測試結果分析5 建議方案和原有系統能耗比較6 建議方案水泵特點7 結論及建議1 前言本次經與業主協商達成一致意見，我方格蘭富公司運用專業的設備對換熱站的二次側循環泵進行運營工況檢測，并用專業的分析軟件對測試結果進行水泵運營工況的能耗分析，給貴方提出最佳的解決方法和節能改造方案，以供貴方參考。注：本報告數據根據現場測試完畢，并且涉及到的水泵為臥式端吸泵。2 現有換熱站系統情況本換熱站共有三個換熱系統，分別為地暖區、高壓區和2、低壓區。其中地暖區為兩臺循環泵并聯，變頻運營；高壓區和低壓區均為一臺循環泵變頻運營。原系統情況如下循環泵系統信息編號供熱區域流量揚程功率品牌型號變頻m3/hmkW是否P1地暖區4003255成峰/P2地暖區4003255成峰/P3高壓區2003230成峰/P4低壓區1003215成峰/運營部門反映：當前運營工況可以滿足用戶需求，但每采暖季的能耗明顯偏高，希望可以通過本次審計找出因素，并提出有效減少能耗的方案。3 現場水泵測試3-1 測試目的通過專業檢測設備檢測，得出現有板換二次側的實際工況如流量、揚程、輸入功率等，通過水泵實際工作參數重新選擇更合用的水泵，通過比較新舊水泵效率及輸入功率，得出改3、造后是否節能及節能率。3-2 測試方法1) 流量Q：采用便攜式超聲波流量計測量。將探頭安裝在水泵出口主管道上，測量時探頭緊貼管壁安裝。2) 揚程H：將壓力傳感器安裝在水泵進出口管道上的壓力表口上，測量進出口壓力值進行相減得水泵揚程。3) 輸入功率P1：通過在水泵進線或配電柜內同時測量水泵相應的電流和電壓，并自動檢測功率因數cos，功率儀自動計算出輸入功率，原理如下：P1=。4) 水泵效率：通過實際測得的以上三項數據可以計算出水泵實際的效率：3-3 測試工具及分析軟件測試工具重要涉及：功耗儀、超聲波流量計、壓力變送器、數據記錄儀；功耗儀根據電壓探頭、電流互感器信號反饋計算水泵能耗；超聲波流量計根4、據安裝在流體管路外的探頭信號反饋進行數據分析計算；數據記錄儀將功耗儀、超聲波流量計、壓力變送器所測數據進行逐時連續記錄，可連續測試記錄24-48小時甚至更長時間內的系統負荷變化數據。有了系統連續的負荷變化數據，就可運用格蘭富公司獨立開發的系統能耗分析軟件（COO.lcc）對系統負荷變化規律分時段做具體的解析，得出運營周期中的最大值，最小值，平均值，根據負荷曲線擬定運營周期中時間最長的工況參數等，對現有系統所存在的問題進行診斷，提出解決方案，并依據實際測試值擬定合理的節能改造方案。3-4 測試過程現場圖片：在電控柜內測量電機電壓、電流、功率、功率因數；在水泵出口管路處測流量；在水泵入口總管及出口5、支管測水泵進出口壓力；3-5 測試結果3-5.1 地暖區冬季最高運營頻率為48Hz，按照運營頻率42Hz、45Hz、48Hz、50Hz分別進行測量，實際工況如下：實際總流量(監測平均值)：500m3/h535m3/h560 m3/h592m3/h實際揚程（監測平均值）：26m30m33m36m變頻器設定頻率：42Hz45Hz48Hz50Hz總電機輸入功率（監測平均值）：28.2*2 Kw34.4*2Kw41.7*2Kw47*2Kw水泵總效率（監測平均值）：61.5%62.3%61%62.2 %當前工況效率偏低，水泵長期工作在低效區運營導致大量的能源浪費。3-5.2 高壓區冬季最高運營頻率為476、Hz，按照47Hz運營頻率實測，工況如下：實際總流量(監測平均值)：245m3/h實際揚程（監測平均值）：20m變頻器設定頻率：47Hz總電機輸入功率（監測平均值）：29.5Kw水泵總效率（監測平均值）：45.3 %當前運營工況明顯效率偏低，水泵長期運營在低效區導致大量能源浪費；實際揚程明顯偏離設計參數，原系統水泵選型時對揚程進行了過高的估算，導致實際工況點向水泵運營曲線右側偏離，流量增大、揚程下降、效率下降、能耗增長！3-5.3 低壓區冬季最高運營頻率為48Hz，按照48Hz運營頻率實測，工況如下：實際總流量(監測平均值)：107m3/h實際揚程（監測平均值）：19m變頻器設定頻率：48Hz7、總電機輸入功率（監測平均值）：14.6Kw水泵總效率（監測平均值）：37.9 %當前運營工況明顯效率偏低，水泵長期運營在低效區導致大量能源浪費；實際揚程明顯偏離設計參數，原系統水泵選型時對揚程進行了過高的估算，導致實際工況點向水泵運營曲線右側偏離，流量增大、揚程下降、效率下降、能耗增長！4 測試結果分析運用相似理論將實測工況轉換成工頻工況并與標稱數據進行對比，結果如下：供熱系統編號項目實測工頻標稱工況偏離率效率地暖區P1Q（m3/h）28029240027%61%H（m）33363212.5%P2Q（m3/h）28029240027%61%H（m）33363212.5%高壓區P3Q（m3/h）8、24526120030.5%45.3%H（m）20233228.1%低壓區P4Q（m3/h）10711110011%37.2%H（m）19213234.4%由上表可以看出：a、 四臺水泵工作狀態點嚴重偏離標稱工況，P1、P2流量較額定流量低接近30%，P3、P4揚程較額定揚程低30%以上；b、 四臺水泵均在較低效率點運營，特別是高壓區、低壓區的兩臺水泵，運營效率極低；c、 由于效率低下，四臺水泵均存在運營成本偏高的問題，長期運營將導致極大的能源浪費及經濟損失。改造方案：不改變現有的非受控定頻運營模式，根據實測參數替換泵，選擇在實際運營工況條件下效率更高的循環泵，從而達成減少軸功率、節約能源的目9、的。根據實地情況選擇臥式離心泵，可選擇格蘭富NBG系列臥式端吸泵。供熱系統地暖區高壓區低壓區型號：NBG150-125-315NBG150-125-250NBG125-80-250工頻流量：285m3/h248m3/h121m3/h工頻揚程：34.2m20.4m21.4m測試工況點頻率50Hz50Hz50Hz配用電機功率：37kW18.5kW11kW電機額定轉速1480rpm1465rpm1466rpm測試工況點水力效率82.8%83.3%81.3%測試工況點總效率77.8%77.5%74.7%測試工況點總功率34.1kW17.4kW9.24kW水泵數量：2用1備1用1備1用1備NBG150-10、125-315NBG150-125-250NBG125-80-250節能效果分析：（計算中使用測試工況的流量揚程下的功率進行比較）供熱系統水泵原泵Pin（KW）新泵Pin（KW）節能率新泵Hmax （m）新泵Q最佳效率 （m3/h）Q實際（m3/h）地暖區P141.734.118.2%39255285P241.734.118.2%39255285高壓區P329.517.441%26270248低壓區P414.69.237%25110121由以上圖表可以看出：選擇格蘭富NBG臥式端吸泵，在監測工況下四臺循環泵所有工作在高效區（粉色標記區域），可以保證長期穩定運營。5 方案比較5.1 建議方案和與11、原有水泵比較項 目P1/P2P3P4原循環泵改造方案原循環泵改造方案原循環泵改造方案水泵型號/NBG150-125-315/NBG150-125-250/NBG125-80-250最大工況流量（m3/h）280285245248107121最大工況揚程(m)3334.22020.41921.4額定電機功率（kW）553730221511監測工況電機輸入功率P1(kW)41.734.129.517.414.69.2監測工況水泵效率（%）/82.8/83.3/81.3監測工況水泵總效率（%）6177.845.377.537.974.7同運營模式監測工況節能率（%）/18.2%/41%/37%5.212、 格蘭富水泵與普通水泵2023壽命周期成本比較項目采購成本維修成本能耗使用壽命全壽命周期成本年均成本年均節約（元）（元/年）（元/年）（年）（元）（元/年）（元）NBG150-125-315573501000774531512341458227623068市場普通水泵28675300010043215158015510534406 投資回報周期水泵采購成本（元）178734上采暖季電耗（kWh)498240改造后采暖季計算電耗（kWh)371021電價（元/KWh）0.52年節約電費（元）66153投資回收年限（年）2.7改造后采暖季計算電耗計算方式：用額定工況點總輸入功率總運營時間上一年度負13、荷變化比例7 建議方案中水泵特點格蘭富NBG系列端吸泵為臥式、單級管道離心泵，配有標準電機和機械軸封。其特點重要有：可靠性高：1、 鑄鐵葉輪更好的機械平衡減小了震動，保證了運營的穩定和平穩。同時，葉輪上的小孔有助于減小泵中產生壓力所引起的馬達軸承變形，同時提高了管道泵的使用壽命；2、 葉輪和泵殼的電泳解決使其表面十分光滑，經久耐磨并減少了摩擦，延長了使用壽命，同時采用電泳解決可以有效避免因噴漆而引起的不均勻性；3、 非常牢固的泵軸/聯軸器一體化設計使泵軸以純旋轉的方式運轉，牢固的結構使橫向運動減少到最小限度，從而最大限度地減小了震動和磨損，有效改善了軸封和軸承的運營環境并延長了其使用壽命；效率14、高：1、 最佳的水利模型設計保證了水泵的高效率NBG泵對葉輪和泵殼的水利模型的獨特設計使水的流動效果更佳，在水流過管道泵時不會產生漩渦，管道泵中的回流也可以減少到最低限度，極大的提高了水泵效率；2、 葉輪和泵殼的最佳匹配提高了水泵效率通過不斷對葉輪和泵殼的幾何形狀進行改善和調整使它們的整體效率達成了最高；3、 一體化的泵軸/聯軸器的設計提高了水泵效率；獨特的泵軸/聯軸器一體化設計使運轉更平穩，同時消除了不規則運動，并可以實現減小葉輪和泵殼之間的距離，從而減少了系統中的回流提高了工作效率；效率 %4、 格蘭富NBG端吸泵采用高效EFF1電機，相對通常使用的EFF2和EFF3電機效率更高，由其在非15、滿負荷工作狀態下EFF1電機效率可以比EFF2和EFF3電機高出9%，使節能效果更明顯；在25負荷狀態時，EFF1電機的效率可以比EFF2-3電機高9% 。EFF 2 - 3 電機EFF 1 電機5025125100750707580859095軸功率 %5、 泵殼和葉輪的表面電泳解決使得相對表面粗糙的水泵而言，效率可以增長1-2，有效減少能耗；6、 由于泵和電機均由格蘭富公司提供，使得電機與水泵的匹配更好，同時減少誤差風險，效率更高。噪音低：1、 泵進出口管道尺寸的設計保證流速低，運營平穩，噪音低；2、 獨特的軸/聯軸器一體化設計及葉輪良好的動平衡保證了泵運營平穩，減少了噪音；3、 采用高效16、率的EFF1電機，使總體噪音更低。安裝、維護方便：1、 泵頭（電機、電機座和葉輪）可以直接拆卸而不影響管路；2、 安裝方便，節省空間，同時泵可以直接安裝在水平或垂直的管路中（根據電機大小）；3、 無需調整馬達軸和泵軸的同軸度，安裝調試簡樸；4、 泵內無軸承等易損件，無需維護；泵和電機均由格蘭富提供，無需再找此外廠家，服務更方便。8 結論及建議經測試發現現有系統的循環泵流量或揚程均與水泵的額定設計值有較大差距，說明水泵的額定流量揚程與系統實際工況不符，導致水泵運營效率低下，偏離高效工作區，能耗較高，存在浪費現象。現根據實際測試值推薦使用更適合現有系統運營且高效節能的水泵。選用與實測工況盡量匹配的17、格蘭富NBG臥式端吸泵，以糾正原系統循環泵工頻非受控運轉時效率低下的問題。新選用的各系統的循環泵額定功率均比現有系統低，且運營效率均有明顯提高，節能率分別能提高：地暖區：18.2%、高壓區：41%、低壓區：37%，節能效果顯著。投資回報周期僅：2.7年。根據以上分析，建議以監測實際工況為基準選擇新的循環泵，以達成提高系統運營效率，節能減排的目的。循環泵的耗電量占供熱系統總能耗相稱大的比重，僅次于熱源的能耗。設備選型趨于保守、能力偏高是我國供暖設計存在的普遍現象，也是導致能耗過高的根源所在；選用合適的設備是節能工作的基礎，也是整個供熱系統節能的切入點。在本項目中，換熱站二次側能耗重要表現為循環泵的電耗，選用更適合系統工況點的水泵，既可認為節能減排打好堅實的基礎又能收到立竿見影的效果！