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泵系統的經濟運行評價與節能增效技術

我國是世界上生產和使用泵最多的國家，泵在國民經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。據統計，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%，比發達國家低15%——20%。若對泵系統進行改造，節電率可提高20%——30%，一年可節電300——400億千瓦時，約為三峽工程年發電量的一半，效益十分巨大。雖然石化行業的技術和管理水平總體上較其它大多數行業的水平高，但由于生產能力、工況條件等的改變，有部分泵仍然處于低效運行狀態，具有較大的節能增效改造空間。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、改造后節電率提高6%、年運行8000小時計算，每年可節電1440萬度，可節省電費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模的大型石油化工、化工、煉油企業有幾十家，僅就這些企業采用本項目研究成果，就可創造經濟效益2——3億元。大量現役泵效率低，能源浪費嚴重，而全面更換又并不符合實際。因此，對現役泵系統的運行經濟性進行評價，研究開發節能增效技術，擴大其高效運行范圍、改善運行的穩定性和可靠性，這對節約能源、提高企業的經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經濟運行評價、節能增效技術和計算機應用軟件的開發，又有基于計算流體動力學的泵性能預測理論、性能曲線的分區方法和高效葉輪現代設計技術的研究，架起學術研究和工程應用之間的橋梁。這是泵節能增效技術領域內的首創性工作。具體創新之處包括: (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)基于動態虛擬技術的高效葉輪全三維正-反-正設計方法。 (5)“泵系統的經濟運行評價與節能增效技術支持系統”應用軟件開發。

南京工業大學 2021-01-12

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