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泵系統(tǒng)的經(jīng)濟運行評價與節(jié)能增效技術

我國是世界上生產(chǎn)和使用泵最多的國家，泵在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，其所消耗的大量能源不容忽視，因此也吸引了人們對泵性能的倍加關注。據(jù)統(tǒng)計，泵耗電量占全國總用電量的20%，耗油量占全國總用油量的5%。然而我國泵的效率平均僅為75%，比國外低10%左右，部分泵的實際運行效率更低，僅為30%——40%，比發(fā)達國家低15%——20%。若對泵系統(tǒng)進行改造，節(jié)電率可提高20%——30%，一年可節(jié)電300——400億千瓦時，約為三峽工程年發(fā)電量的一半，效益十分巨大。雖然石化行業(yè)的技術和管理水平總體上較其它大多數(shù)行業(yè)的水平高，但由于生產(chǎn)能力、工況條件等的改變，有部分泵仍然處于低效運行狀態(tài)，具有較大的節(jié)能增效改造空間。例如，揚子石化公司有泵4300多臺，其中約有150臺運行效率較低。按每臺泵平均功率200kW、改造后節(jié)電率提高6%、年運行8000小時計算，每年可節(jié)電1440萬度，可節(jié)省電費748.8萬元。此外應用本項目研究成果，可大大提高泵系統(tǒng)運行的安全可靠性，減少或避免非計劃停車。如能避免一次停車損失，經(jīng)濟效益便有幾百萬元。中國石油化工集團公司下屬的相當規(guī)模的大型石油化工、化工、煉油企業(yè)有幾十家，僅就這些企業(yè)采用本項目研究成果，就可創(chuàng)造經(jīng)濟效益2——3億元。大量現(xiàn)役泵效率低，能源浪費嚴重，而全面更換又并不符合實際。因此，對現(xiàn)役泵系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性進行評價，研究開發(fā)節(jié)能增效技術，擴大其高效運行范圍、改善運行的穩(wěn)定性和可靠性，這對節(jié)約能源、提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益具有十分重要的意義。本項目的獨到之處是既有泵系統(tǒng)經(jīng)濟運行評價、節(jié)能增效技術和計算機應用軟件的開發(fā)，又有基于計算流體動力學的泵性能預測理論、性能曲線的分區(qū)方法和高效葉輪現(xiàn)代設計技術的研究，架起學術研究和工程應用之間的橋梁。這是泵節(jié)能增效技術領域內的首創(chuàng)性工作。具體創(chuàng)新之處包括: (1)基于計算流體動力學的泵非定常性能預測方法。 (2)泵定常性能曲線的分區(qū)方法和非設計工況下擴大泵高效運行范圍的措施。 (3)基于泵內部流動分析的汽蝕性能預測方法與汽蝕防治技術。 (4)基于動態(tài)虛擬技術的高效葉輪全三維正-反-正設計方法。 (5)“泵系統(tǒng)的經(jīng)濟運行評價與節(jié)能增效技術支持系統(tǒng)”應用軟件開發(fā)。

南京工業(yè)大學 2021-01-12

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