技术介绍

 “3+1”流体输送高效节能技术以系统节能为宗旨，从水泵的高效运行、水系统管道阻力优化、水泵与系统的合理匹配三大要素入手，结合基于物联网的水系统远程在线监测平台技术，为水系统节能改造提供准确、及时、高效的技术服务，达到最佳的节能效果。

 “3+1”流体输送高效节能技术包括3个核心和1个重点

☆核心1：高效节能水泵的设计和制造技术

以量身定做的方式设计高效水泵；采用三元流理论和CFD计算流体力学相结合的方法进行水泵的优化设计，设计效率达到90%以上；水力部件采用精细铸造，叶片为模锻或数控加工；转子部件采用精细加工；过流部件采用纳米涂料喷涂。

☆核心2：泵系统数据采集技术

由专业技术人员采用高精度的仪器仪表在客户现场采集数据，并为客户泵系统搭建系统运行检测平台，对系统运行的流量、压力、温度、电耗、振动等主要指标进行24小时监测，全面、准确的采集系统运行数据和要求。

☆核心3：泵系统优化改造技术

       通过对不同行业、不同用途的泵系统特性的深入了解，建立不同行业和功能的水系统分析模型，由经验丰富的专业团队利用计算机诊断软件综合分析，找出泵系统存在的能耗原因，提出最优化的解决方案。

▉1个重点：远程在线监测平台技术

       远程在线监测平台是基于物联网技术，采用GPRS网络实现在线监测、诊断分析及故障预警的云服务平台，为水系统能耗的精准计量、科学优化调度运行、远程在线维修和水泵故障预警提供实时数据支持和技术服务。

       “3+1”流体输送高效节能技术以各个影响水系统能耗的因素为入手点，在保证正常生产的前提下，采用针对性的解决方法实现安全、彻底的节能效果；并辅以远程在线监测平台技术提升节能服务品质。是一种成本低、全面高效的水系统节能技术。

适用行业及领域

 “3+1”流体输送高效节能技术适用范围广，在工业领域的冷却循环水系统和各种工艺流程水系统、市政供排水系统、供热取暖系统和中央空调冷却水系统等各类型水系统的节能改造均可适用。

工业冷却循环水系统，包括钢铁、石油化工、煤化工、化肥、电力、冶金、制药等；

市政供水系统，包括自来水、污水处理等；

供热采暖系统，包括热电厂、供热站等；

中央空调系统，包括宾馆及医院、电子、汽车、新材料的生产车间洁净空调系统等。

典型用户及投资效益

       现以宁波钢铁有限公司循环水系统节能改造项目和临沂烨华焦化有限公司循环水系统节能改造项目为例进行说明：

一、宁波钢铁有限公司循环水系统节能改造项目

1、项目概况

       宁波钢铁有限公司由宝山钢铁集团公司、杭州钢铁集团公司、宁波市政府出资组建。主体厂址座落于浙江省宁波市北仑区。总占地面积2.96平方公里（4440亩）。是一个从原料到炼铁、炼钢、连铸、热轧等工序配套齐全,装备一流的大型现代化临海钢铁联合企业。一期工程年产能为400万吨，项目主体装备均达到国内先进水平。

       宁波钢铁有限公司循环水系统节能改造项目包括：LF钢包供水泵组2台、高炉鼓风机净环供水泵组6台、1＃高炉软水主供水泵组3台、1＃高炉TRT供水泵组3台、2＃高炉软水主供水泵组3台、高炉煤气洗涤提升泵组2台、高炉煤气洗涤供水泵组4台、2#高炉TRT供水泵组3台、连铸二冷水供水泵组5台、OG浊环供水泵组4台，共计10个系统35台水泵节能改造。

2、节能改造前能耗情况

       通过在需改造系统水泵上安装的电度表和累时器，对项目节能改造前能耗进行了计量，项目节能改造前小时电耗为6894.7度，具体能耗指标如下：

3、技术解决方案

       长沙翔鹅节能技术有限公司采用“3+1”流体输送高效节能技术为宁波钢铁有限公司循环水系统节能改造项目提供节能改造服务。

       在项目改造前，专业技术人员采用高精度的仪器仪表在客户现场采集数据，并为客户泵系统搭建基于物联网技术和GPRS网络信号的远程在线监测平台，对系统运行的流量、压力、温度、电耗、振动等主要指标进行24小时实时监测，检测系统的最大负荷、正常负荷及最小负荷情况下的工况，以及了解系统未来工况变化情况，全面、准确的采集系统数据和运行要求。发现客户系统存在以下引起高能耗的主要原因：

1）水泵运行效率低下

通过检测水泵的流量、压力和电耗进行分析，发现水泵本身为二代产品，本身效率不高、水泵严重偏离最佳工况运行造成运行效率低、另有部分系统水泵存在明显的汽蚀现象，影响水泵的效率和输出能力。10个系统的水泵平均运行效率不到70%。

2）出水管道阻力损失大

系统水泵的出水管道存在关阀限流、部分系统采用老式管阻系数很大的止回阀或止回阀长期运行存在故障。使得系统水泵的出水管道阻力损失较大，水泵输出的能量有较大部分损耗在出水管道上而没有提供给装置使用。

3）水泵运行与系统需求不匹配

水泵选型与系统供水要求不匹配，存在 “大马拉小车”的情况，造成水泵出口关阀限流和水泵偏工况运行，使得水泵运行效率低，水泵输出能量的损耗大；并且实际运行工程中，没有做到按供水需求合理分配水泵的运行，系统的调度增加了系统能耗；部分水泵的维护、维修工作不及时，未能及时更换备件，影响水泵的运行效率等。

       鉴于系统存在以上高能耗的原因，长沙翔鹅节能技术有限公司采用“整改系统不利因素+高效节能水泵+远程在线监控系统”的方式对循环水系统进行节能改造。按“合理流量、最低阻抗、最高效率”的循环水系统经济运行原则定做高效节能泵替换目前处于不利工况、低效率运行的水泵，同时降低无效能耗，提高系统输送效率，达到最佳的节能效果。

根据系统实际需求，量身定做高效节能水泵，提高运行效率。

1）采用三元流理论和CFD计算流体力学相结合的方法进行水泵的优化设计，并辅以国内领先的高效水力模型进行设计。

2）铸件采用塑料熔铸模，树脂砂精密铸造，水泵采用精细数控加工；

3）叶轮采用交错叶片布置方法，减少叶轮涡流损失2%以上；

4）密封环采用独创的迷宫密封形式，减少容积损失2～3%；

5）过流部件采用纳米涂料喷涂，提高表面光滑度，减少摩擦损失。

       通过以上先进的设计和制造技术，水泵的效率大大提高，部分水泵效率达到90%，为本项目研发的GS350-410水泵获得“上海市节能产品”称号。

       以远程在线监测平台采集的数据及分析为基础，并结合公司通过多年的系统节能改造经验，研发出的系统能效分析的模型，对循环水系统的科学运行调度进行指导，减少运行工程中的无效损耗；

全面、准确的分析水泵的运行状况，对水泵运行工程中出现的故障进行提前预判和及时维修，减少设备的无效损耗、保证安全生产，提升服务质量。

4、节能改造效果统计

   通过对宁波钢铁有限公司循环水系统的节能改造，每小时可以节电1226.52度；循环水系统全年8000小时，每年可以节电981.2万度；按电价0.56元/度计算，则每年可以节约电费549.48万元。

5、产品图片及获得荣誉

长沙翔鹅节能技术有限公司，专业从事水泵、风机、压缩机等电机拖动系统节能技术、变频节能技术、余热余压利用技术、冷却塔水动风机节能技术、汽动能联产节能技术与节能产品研发、安装、服务，并按合同能源管理模式（EPC）提供节能服务。是国家首批备案的节能服务公司、湖南省高新技术企业、中国节能协会节能服务产业委员会会员、国内循环水系统节能领域的领导者、中国十大合同能源管理示范企业。    公司在技术创新、项目设计和工程服务方面拥有经验丰富的一流团队，拥有十多项节能方面国家专利；公司是国内“3+1”流体输送高效节能概念的首创者，拥有三元流设计技术，通过数控加工制造三元流叶轮，保证精密度和精确性。再通过测试台现场工况模拟真机试验保证生产的产品与设计的产品在性能参数指标上相吻合，从而保证技改工程的一次成功性。

公司依托雄厚的技术、资金和人力资源优势，已为钢铁、冶金、石油、化工、电力、自来水、矿山、造纸、水泥、化肥、制药等行业300多家单位成功地实施了节能技改服务，节能效果得到了客户的一致好评，取得了良好的社会效益和经济效益。

技术推广前景

    当前我国石油、化工、冶金、煤炭、有色、纺织、电力（含供热）及城市供排水等重点耗电行业存在着巨大的节能市场。据有关部门最新调研资料，2003年这些重点耗电行业消费7945.47亿千瓦时，占工业用电量的62.9％，占全国供电量的42％。在这些重点耗电行业中，电机拖动系统耗电占总耗电量的60％以上。其中，以风机、水泵、压缩机等设备为主的通用设备，占行业电耗的44％，所占比重大，但平均装备水平低，平均运行效率比发达国家低20％—25％，有些系统效率不足20％，节电潜力巨大，可达500亿—700亿千瓦时。若以每千瓦时0.6元计，其年节电效益可达300亿—420亿元。

“3+1”流体输送高效节能技术适用于各类型水泵系统的节能改造，属于国家发改委在《“十一五”十大重点节能工程实施意见》明确的十大重点节能工程之一电机系统节能的范畴，具有广阔的市场前景。