技術(shù)介紹
“3+1”流體輸送高效節(jié)能技術(shù)以系統(tǒng)節(jié)能為宗旨，從水泵的高效運(yùn)行、水系統(tǒng)管道阻力優(yōu)化、水泵與系統(tǒng)的合理匹配三大要素入手，結(jié)合基于物聯(lián)網(wǎng)的水系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測平臺(tái)技術(shù)，為水系統(tǒng)節(jié)能改造提供準(zhǔn)確、及時(shí)、高效的技術(shù)服務(wù)，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。
“3+1”流體輸送高效節(jié)能技術(shù)包括3個(gè)核心和1個(gè)重點(diǎn)
☆核心1：高效節(jié)能水泵的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)
以量身定做的方式設(shè)計(jì)高效水泵；采用三元流理論和CFD計(jì)算流體力學(xué)相結(jié)合的方法進(jìn)行水泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)效率達(dá)到90%以上；水力部件采用精細(xì)鑄造，葉片為模鍛或數(shù)控加工；轉(zhuǎn)子部件采用精細(xì)加工；過流部件采用納米涂料噴涂。
☆核心2：泵系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)
由專業(yè)技術(shù)人員采用高精度的儀器儀表在客戶現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，并為客戶泵系統(tǒng)搭建系統(tǒng)運(yùn)行檢測平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的流量、壓力、溫度、電耗、振動(dòng)等主要指標(biāo)進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測，全面、準(zhǔn)確的采集系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和要求。
☆核心3：泵系統(tǒng)優(yōu)化改造技術(shù)
通過對(duì)不同行業(yè)、不同用途的泵系統(tǒng)特性的深入了解，建立不同行業(yè)和功能的水系統(tǒng)分析模型，由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算機(jī)診斷軟件綜合分析，找出泵系統(tǒng)存在的能耗原因，提出最優(yōu)化的解決方案。
▉1個(gè)重點(diǎn)：遠(yuǎn)程在線監(jiān)測平臺(tái)技術(shù)
遠(yuǎn)程在線監(jiān)測平臺(tái)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測、診斷分析及故障預(yù)警的云服務(wù)平臺(tái)，為水系統(tǒng)能耗的精準(zhǔn)計(jì)量、科學(xué)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行、遠(yuǎn)程在線維修和水泵故障預(yù)警提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持和技術(shù)服務(wù)。
“3+1”流體輸送高效節(jié)能技術(shù)以各個(gè)影響水系統(tǒng)能耗的因素為入手點(diǎn)，在保證正常生產(chǎn)的前提下，采用針對(duì)性的解決方法實(shí)現(xiàn)安全、徹底的節(jié)能效果；并輔以遠(yuǎn)程在線監(jiān)測平臺(tái)技術(shù)提升節(jié)能服務(wù)品質(zhì)。是一種成本低、全面高效的水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)。
適用行業(yè)及領(lǐng)域
“3+1”流體輸送高效節(jié)能技術(shù)適用范圍廣，在工業(yè)領(lǐng)域的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)和各種工藝流程水系統(tǒng)、市政供排水系統(tǒng)、供熱取暖系統(tǒng)和中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)等各類型水系統(tǒng)的節(jié)能改造均可適用。
工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，包括鋼鐵、石油化工、煤化工、化肥、電力、冶金、制藥等；
市政供水系統(tǒng)，包括自來水、污水處理等；
供熱采暖系統(tǒng)，包括熱電廠、供熱站等；
中央空調(diào)系統(tǒng)，包括賓館及醫(yī)院、電子、汽車、新材料的生產(chǎn)車間潔凈空調(diào)系統(tǒng)等。
典型用戶及投資效益
現(xiàn)以寧波鋼鐵有限公司循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目和臨沂燁華焦化有限公司循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目為例進(jìn)行說明：
一、寧波鋼鐵有限公司循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目
1、項(xiàng)目概況
寧波鋼鐵有限公司由寶山鋼鐵集團(tuán)公司、杭州鋼鐵集團(tuán)公司、寧波市政府出資組建。主體廠址座落于浙江省寧波市北侖區(qū)。總占地面積2.96平方公里（4440畝）。是一個(gè)從原料到煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等工序配套齊全,裝備一流的大型現(xiàn)代化臨海鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。一期工程年產(chǎn)能為400萬噸，項(xiàng)目主體裝備均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。
寧波鋼鐵有限公司循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目包括：LF鋼包供水泵組2臺(tái)、高爐鼓風(fēng)機(jī)凈環(huán)供水泵組6臺(tái)、1＃高爐軟水主供水泵組3臺(tái)、1＃高爐TRT供水泵組3臺(tái)、2＃高爐軟水主供水泵組3臺(tái)、高爐煤氣洗滌提升泵組2臺(tái)、高爐煤氣洗滌供水泵組4臺(tái)、2#高爐TRT供水泵組3臺(tái)、連鑄二冷水供水泵組5臺(tái)、OG濁環(huán)供水泵組4臺(tái)，共計(jì)10個(gè)系統(tǒng)35臺(tái)水泵節(jié)能改造。
2、節(jié)能改造前能耗情況
通過在需改造系統(tǒng)水泵上安裝的電度表和累時(shí)器，對(duì)項(xiàng)目節(jié)能改造前能耗進(jìn)行了計(jì)量，項(xiàng)目節(jié)能改造前小時(shí)電耗為6894.7度，具體能耗指標(biāo)如下：
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序號(hào)
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系統(tǒng)名稱
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技改前小時(shí)電耗（度）
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備注
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1
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LF鋼包供水泵組
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92.19
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2
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高爐鼓風(fēng)機(jī)凈環(huán)供水泵組
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1799.02
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3
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1＃高爐軟水主供水泵組
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929.04
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4
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1＃高爐TRT供水泵組
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230.55
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5
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2＃高爐軟水主供水泵組
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911.72
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6
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高爐煤氣洗滌提升泵組
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148.08
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7
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高爐煤氣洗滌供水泵組
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516.77
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8
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2#高爐TRT供水泵組
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127.78
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9
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連鑄二冷水供水泵組
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994.44
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10
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OG濁環(huán)供水泵組
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1145.11
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合計(jì)
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6894.7
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3、技術(shù)解決方案
長沙翔鵝節(jié)能技術(shù)有限公司采用“3+1”流體輸送高效節(jié)能技術(shù)為寧波鋼鐵有限公司循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目提供節(jié)能改造服務(wù)。
在項(xiàng)目改造前，專業(yè)技術(shù)人員采用高精度的儀器儀表在客戶現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，并為客戶泵系統(tǒng)搭建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GPRS網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的流量、壓力、溫度、電耗、振動(dòng)等主要指標(biāo)進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測，檢測系統(tǒng)的最大負(fù)荷、正常負(fù)荷及最小負(fù)荷情況下的工況，以及了解系統(tǒng)未來工況變化情況，全面、準(zhǔn)確的采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)和運(yùn)行要求。發(fā)現(xiàn)客戶系統(tǒng)存在以下引起高能耗的主要原因：
1）水泵運(yùn)行效率低下
通過檢測水泵的流量、壓力和電耗進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)水泵本身為二代產(chǎn)品，本身效率不高、水泵嚴(yán)重偏離最佳工況運(yùn)行造成運(yùn)行效率低、另有部分系統(tǒng)水泵存在明顯的汽蝕現(xiàn)象，影響水泵的效率和輸出能力。10個(gè)系統(tǒng)的水泵平均運(yùn)行效率不到70%。
2）出水管道阻力損失大
系統(tǒng)水泵的出水管道存在關(guān)閥限流、部分系統(tǒng)采用老式管阻系數(shù)很大的止回閥或止回閥長期運(yùn)行存在故障。使得系統(tǒng)水泵的出水管道阻力損失較大，水泵輸出的能量有較大部分損耗在出水管道上而沒有提供給裝置使用。
3）水泵運(yùn)行與系統(tǒng)需求不匹配
水泵選型與系統(tǒng)供水要求不匹配，存在 “大馬拉小車”的情況，造成水泵出口關(guān)閥限流和水泵偏工況運(yùn)行，使得水泵運(yùn)行效率低，水泵輸出能量的損耗大；并且實(shí)際運(yùn)行工程中，沒有做到按供水需求合理分配水泵的運(yùn)行，系統(tǒng)的調(diào)度增加了系統(tǒng)能耗；部分水泵的維護(hù)、維修工作不及時(shí)，未能及時(shí)更換備件，影響水泵的運(yùn)行效率等。
鑒于系統(tǒng)存在以上高能耗的原因，長沙翔鵝節(jié)能技術(shù)有限公司采用“整改系統(tǒng)不利因素+高效節(jié)能水泵+遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)”的方式對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。按“合理流量、最低阻抗、最高效率”的循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則定做高效節(jié)能泵替換目前處于不利工況、低效率運(yùn)行的水泵，同時(shí)降低無效能耗，提高系統(tǒng)輸送效率，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。
根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求，量身定做高效節(jié)能水泵，提高運(yùn)行效率。
1）采用三元流理論和CFD計(jì)算流體力學(xué)相結(jié)合的方法進(jìn)行水泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并輔以國內(nèi)領(lǐng)先的高效水力模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2）鑄件采用塑料熔鑄模，樹脂砂精密鑄造，水泵采用精細(xì)數(shù)控加工；
3）葉輪采用交錯(cuò)葉片布置方法，減少葉輪渦流損失2%以上；
4）密封環(huán)采用獨(dú)創(chuàng)的迷宮密封形式，減少容積損失2～3%；
5）過流部件采用納米涂料噴涂，提高表面光滑度，減少摩擦損失。
通過以上先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，水泵的效率大大提高，部分水泵效率達(dá)到90%，為本項(xiàng)目研發(fā)的GS350-410水泵獲得“上海市節(jié)能產(chǎn)品”稱號(hào)。
以遠(yuǎn)程在線監(jiān)測平臺(tái)采集的數(shù)據(jù)及分析為基礎(chǔ)，并結(jié)合公司通過多年的系統(tǒng)節(jié)能改造經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)出的系統(tǒng)能效分析的模型，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)行調(diào)度進(jìn)行指導(dǎo)，減少運(yùn)行工程中的無效損耗；
全面、準(zhǔn)確的分析水泵的運(yùn)行狀況，對(duì)水泵運(yùn)行工程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行提前預(yù)判和及時(shí)維修，減少設(shè)備的無效損耗、保證安全生產(chǎn)，提升服務(wù)質(zhì)量。
4、節(jié)能改造效果統(tǒng)計(jì)
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序號(hào)
|
系統(tǒng)名稱
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技改前小時(shí)電耗
（度）
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技改后小時(shí)電耗
（度）
|
節(jié)電率
（%）
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備注
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1
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LF鋼包供水泵組
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92.19
|
65.8
|
28.63
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2
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高爐鼓風(fēng)機(jī)凈環(huán)供水泵組
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1799.02
|
1368.33
|
23.94
|
|
|
3
|
1＃高爐軟水主供水泵組
|
929.04
|
848.94
|
8.62
|
|
|
4
|
1＃高爐TRT供水泵組
|
230.55
|
196.9
|
14.60
|
|
|
5
|
2＃高爐軟水主供水泵組
|
911.72
|
833.52
|
8.58
|
|
|
6
|
高爐煤氣洗滌提升泵組
|
148.08
|
81.44
|
45.00
|
|
|
7
|
高爐煤氣洗滌供水泵組
|
516.77
|
428.8
|
17.02
|
|
|
8
|
2#高爐TRT供水泵組
|
127.78
|
117.11
|
8.35
|
|
|
9
|
連鑄二冷水供水泵組
|
994.44
|
848.83
|
14.64
|
|
|
10
|
OG濁環(huán)供水泵組
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1145.11
|
878.51
|
23.28
|
|
|
合計(jì)
|
6894.7
|
5668.18
|
17.79
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通過對(duì)寧波鋼鐵有限公司循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能改造，每小時(shí)可以節(jié)電1226.52度；循環(huán)水系統(tǒng)全年8000小時(shí)，每年可以節(jié)電981.2萬度；按電價(jià)0.56元/度計(jì)算，則每年可以節(jié)約電費(fèi)549.48萬元。
5、產(chǎn)品圖片及獲得榮譽(yù)
長沙翔鵝節(jié)能技術(shù)有限公司，專業(yè)從事水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、變頻節(jié)能技術(shù)、余熱余壓利用技術(shù)、冷卻塔水動(dòng)風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)、汽動(dòng)能聯(lián)產(chǎn)節(jié)能技術(shù)與節(jié)能產(chǎn)品研發(fā)、安裝、服務(wù)，并按合同能源管理模式（EPC）提供節(jié)能服務(wù)。是國家首批備案的節(jié)能服務(wù)公司、湖南省高新技術(shù)企業(yè)、中國節(jié)能協(xié)會(huì)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會(huì)會(huì)員、國內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者、中國十大合同能源管理示范企業(yè)。 公司在技術(shù)創(chuàng)新、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和工程服務(wù)方面擁有經(jīng)驗(yàn)豐富的一流團(tuán)隊(duì)，擁有十多項(xiàng)節(jié)能方面國家專利；公司是國內(nèi)“3+1”流體輸送高效節(jié)能概念的首創(chuàng)者，擁有三元流設(shè)計(jì)技術(shù)，通過數(shù)控加工制造三元流葉輪，保證精密度和精確性。再通過測試臺(tái)現(xiàn)場工況模擬真機(jī)試驗(yàn)保證生產(chǎn)的產(chǎn)品與設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在性能參數(shù)指標(biāo)上相吻合，從而保證技改工程的一次成功性。
公司依托雄厚的技術(shù)、資金和人力資源優(yōu)勢(shì)，已為鋼鐵、冶金、石油、化工、電力、自來水、礦山、造紙、水泥、化肥、制藥等行業(yè)300多家單位成功地實(shí)施了節(jié)能技改服務(wù)，節(jié)能效果得到了客戶的一致好評(píng)，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
技術(shù)推廣前景
當(dāng)前我國石油、化工、冶金、煤炭、有色、紡織、電力（含供熱）及城市供排水等重點(diǎn)耗電行業(yè)存在著巨大的節(jié)能市場。據(jù)有關(guān)部門最新調(diào)研資料，2003年這些重點(diǎn)耗電行業(yè)消費(fèi)7945.47億千瓦時(shí)，占工業(yè)用電量的62.9％，占全國供電量的42％。在這些重點(diǎn)耗電行業(yè)中，電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)耗電占總耗電量的60％以上。其中，以風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等設(shè)備為主的通用設(shè)備，占行業(yè)電耗的44％，所占比重大，但平均裝備水平低，平均運(yùn)行效率比發(fā)達(dá)國家低20％—25％，有些系統(tǒng)效率不足20％，節(jié)電潛力巨大，可達(dá)500億—700億千瓦時(shí)。若以每千瓦時(shí)0.6元計(jì)，其年節(jié)電效益可達(dá)300億—420億元。
“3+1”流體輸送高效節(jié)能技術(shù)適用于各類型水泵系統(tǒng)的節(jié)能改造，屬于國家發(fā)改委在《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見》明確的十大重點(diǎn)節(jié)能工程之一電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的范疇，具有廣闊的市場前景。
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