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泵系统的经济运行评价与节能增效技术

我国是世界上生产和使用泵最多的国家，泵在国民经济中占有重要的地位，其所消耗的大量能源不容忽视，因此也吸引了人们对泵性能的倍加关注。据统计，泵耗电量占全国总用电量的20%，耗油量占全国总用油量的5%。然而我国泵的效率平均仅为75%，比国外低10%左右，部分泵的实际运行效率更低，仅为30%——40%，比发达国家低15%——20%。若对泵系统进行改造，节电率可提高20%——30%，一年可节电300——400亿千瓦时，约为三峡工程年发电量的一半，效益十分巨大。虽然石化行业的技术和管理水平总体上较其它大多数行业的水平高，但由于生产能力、工况条件等的改变，有部分泵仍然处于低效运行状态，具有较大的节能增效改造空间。例如，扬子石化公司有泵4300多台，其中约有150台运行效率较低。按每台泵平均功率200kW、改造后节电率提高6%、年运行8000小时计算，每年可节电1440万度，可节省电费748.8万元。此外应用本项目研究成果，可大大提高泵系统运行的安全可靠性，减少或避免非计划停车。如能避免一次停车损失，经济效益便有几百万元。中国石油化工集团公司下属的相当规模的大型石油化工、化工、炼油企业有几十家，仅就这些企业采用本项目研究成果，就可创造经济效益2——3亿元。大量现役泵效率低，能源浪费严重，而全面更换又并不符合实际。因此，对现役泵系统的运行经济性进行评价，研究开发节能增效技术，扩大其高效运行范围、改善运行的稳定性和可靠性，这对节约能源、提高企业的经济效益和社会效益具有十分重要的意义。本项目的独到之处是既有泵系统经济运行评价、节能增效技术和计算机应用软件的开发，又有基于计算流体动力学的泵性能预测理论、性能曲线的分区方法和高效叶轮现代设计技术的研究，架起学术研究和工程应用之间的桥梁。这是泵节能增效技术领域内的首创性工作。具体创新之处包括: (1)基于计算流体动力学的泵非定常性能预测方法。 (2)泵定常性能曲线的分区方法和非设计工况下扩大泵高效运行范围的措施。 (3)基于泵内部流动分析的汽蚀性能预测方法与汽蚀防治技术。 (4)基于动态虚拟技术的高效叶轮全三维正-反-正设计方法。 (5)“泵系统的经济运行评价与节能增效技术支持系统”应用软件开发。

南京工业大学 2021-01-12