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技術介紹

 “3+1”流體輸送高效節能技術以系統節能為宗旨，從水泵的高效運行、水系統管道阻力優化、水泵與系統的合理匹配三大要素入手，結合基于物聯網的水系統遠程在線監測平臺技術，為水系統節能改造提供準確、及時、高效的技術服務，達到最佳的節能效果。

 “3+1”流體輸送高效節能技術包括3個核心和1個重點

☆核心1：高效節能水泵的設計和制造技術

以量身定做的方式設計高效水泵；采用三元流理論和CFD計算流體力學相結合的方法進行水泵的優化設計，設計效率達到90%以上；水力部件采用精細鑄造，葉片為模鍛或數控加工；轉子部件采用精細加工；過流部件采用納米涂料噴涂。

☆核心2：泵系統數據采集技術

由專業技術人員采用高精度的儀器儀表在客戶現場采集數據，并為客戶泵系統搭建系統運行檢測平臺，對系統運行的流量、壓力、溫度、電耗、振動等主要指標進行24小時監測，全面、準確的采集系統運行數據和要求。

☆核心3：泵系統優化改造技術

       通過對不同行業、不同用途的泵系統特性的深入了解，建立不同行業和功能的水系統分析模型，由經驗豐富的專業團隊利用計算機診斷軟件綜合分析，找出泵系統存在的能耗原因，提出最優化的解決方案。

▉1個重點：遠程在線監測平臺技術

       遠程在線監測平臺是基于物聯網技術，采用GPRS網絡實現在線監測、診斷分析及故障預警的云服務平臺，為水系統能耗的精準計量、科學優化調度運行、遠程在線維修和水泵故障預警提供實時數據支持和技術服務。

       “3+1”流體輸送高效節能技術以各個影響水系統能耗的因素為入手點，在保證正常生產的前提下，采用針對性的解決方法實現安全、徹底的節能效果；并輔以遠程在線監測平臺技術提升節能服務品質。是一種成本低、全面高效的水系統節能技術。

適用行業及領域

 “3+1”流體輸送高效節能技術適用范圍廣，在工業領域的冷卻循環水系統和各種工藝流程水系統、市政供排水系統、供熱取暖系統和中央空調冷卻水系統等各類型水系統的節能改造均可適用。

工業冷卻循環水系統，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，包括自來水、污水處理等；

供熱采暖系統，包括熱電廠、供熱站等；

中央空調系統，包括賓館及醫院、電子、汽車、新材料的生產車間潔凈空調系統等。

典型用戶及投資效益

       現以寧波鋼鐵有限公司循環水系統節能改造項目和臨沂燁華焦化有限公司循環水系統節能改造項目為例進行說明：

一、寧波鋼鐵有限公司循環水系統節能改造項目

1、項目概況

       寧波鋼鐵有限公司由寶山鋼鐵集團公司、杭州鋼鐵集團公司、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。總占地面積2.96平方公里（4440畝）。是一個從原料到煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等工序配套齊全,裝備一流的大型現代化臨海鋼鐵聯合企業。一期工程年產能為400萬噸，項目主體裝備均達到國內先進水平。

       寧波鋼鐵有限公司循環水系統節能改造項目包括：LF鋼包供水泵組2臺、高爐鼓風機凈環供水泵組6臺、1＃高爐軟水主供水泵組3臺、1＃高爐TRT供水泵組3臺、2＃高爐軟水主供水泵組3臺、高爐煤氣洗滌提升泵組2臺、高爐煤氣洗滌供水泵組4臺、2#高爐TRT供水泵組3臺、連鑄二冷水供水泵組5臺、OG濁環供水泵組4臺，共計10個系統35臺水泵節能改造。

2、節能改造前能耗情況

       通過在需改造系統水泵上安裝的電度表和累時器，對項目節能改造前能耗進行了計量，項目節能改造前小時電耗為6894.7度，具體能耗指標如下：

3、技術解決方案

       長沙翔鵝節能技術有限公司采用“3+1”流體輸送高效節能技術為寧波鋼鐵有限公司循環水系統節能改造項目提供節能改造服務。

       在項目改造前，專業技術人員采用高精度的儀器儀表在客戶現場采集數據，并為客戶泵系統搭建基于物聯網技術和GPRS網絡信號的遠程在線監測平臺，對系統運行的流量、壓力、溫度、電耗、振動等主要指標進行24小時實時監測，檢測系統的最大負荷、正常負荷及最小負荷情況下的工況，以及了解系統未來工況變化情況，全面、準確的采集系統數據和運行要求。發現客戶系統存在以下引起高能耗的主要原因：

1）水泵運行效率低下

通過檢測水泵的流量、壓力和電耗進行分析，發現水泵本身為二代產品，本身效率不高、水泵嚴重偏離最佳工況運行造成運行效率低、另有部分系統水泵存在明顯的汽蝕現象，影響水泵的效率和輸出能力。10個系統的水泵平均運行效率不到70%。

2）出水管道阻力損失大

系統水泵的出水管道存在關閥限流、部分系統采用老式管阻系數很大的止回閥或止回閥長期運行存在故障。使得系統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）水泵運行與系統需求不匹配

水泵選型與系統供水要求不匹配，存在 “大馬拉小車”的情況，造成水泵出口關閥限流和水泵偏工況運行，使得水泵運行效率低，水泵輸出能量的損耗大；并且實際運行工程中，沒有做到按供水需求合理分配水泵的運行，系統的調度增加了系統能耗；部分水泵的維護、維修工作不及時，未能及時更換備件，影響水泵的運行效率等。

       鑒于系統存在以上高能耗的原因，長沙翔鵝節能技術有限公司采用“整改系統不利因素+高效節能水泵+遠程在線監控系統”的方式對循環水系統進行節能改造。按“合理流量、最低阻抗、最高效率”的循環水系統經濟運行原則定做高效節能泵替換目前處于不利工況、低效率運行的水泵，同時降低無效能耗，提高系統輸送效率，達到最佳的節能效果。

根據系統實際需求，量身定做高效節能水泵，提高運行效率。

1）采用三元流理論和CFD計算流體力學相結合的方法進行水泵的優化設計，并輔以國內領先的高效水力模型進行設計。

2）鑄件采用塑料熔鑄模，樹脂砂精密鑄造，水泵采用精細數控加工；

3）葉輪采用交錯葉片布置方法，減少葉輪渦流損失2%以上；

4）密封環采用獨創的迷宮密封形式，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。

       通過以上先進的設計和制造技術，水泵的效率大大提高，部分水泵效率達到90%，為本項目研發的GS350-410水泵獲得“上海市節能產品”稱號。

       以遠程在線監測平臺采集的數據及分析為基礎，并結合公司通過多年的系統節能改造經驗，研發出的系統能效分析的模型，對循環水系統的科學運行調度進行指導，減少運行工程中的無效損耗；

全面、準確的分析水泵的運行狀況，對水泵運行工程中出現的故障進行提前預判和及時維修，減少設備的無效損耗、保證安全生產，提升服務質量。

4、節能改造效果統計

   通過對寧波鋼鐵有限公司循環水系統的節能改造，每小時可以節電1226.52度；循環水系統全年8000小時，每年可以節電981.2萬度；按電價0.56元/度計算，則每年可以節約電費549.48萬元。

5、產品圖片及獲得榮譽

長沙翔鵝節能技術有限公司，專業從事水泵、風機、壓縮機等電機拖動系統節能技術、變頻節能技術、余熱余壓利用技術、冷卻塔水動風機節能技術、汽動能聯產節能技術與節能產品研發、安裝、服務，并按合同能源管理模式（EPC）提供節能服務。是國家首批備案的節能服務公司、湖南省高新技術企業、中國節能協會節能服務產業委員會會員、國內循環水系統節能領域的領導者、中國十大合同能源管理示范企業。    公司在技術創新、項目設計和工程服務方面擁有經驗豐富的一流團隊，擁有十多項節能方面國家專利；公司是國內“3+1”流體輸送高效節能概念的首創者，擁有三元流設計技術，通過數控加工制造三元流葉輪，保證精密度和精確性。再通過測試臺現場工況模擬真機試驗保證生產的產品與設計的產品在性能參數指標上相吻合，從而保證技改工程的一次成功性。

公司依托雄厚的技術、資金和人力資源優勢，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300多家單位成功地實施了節能技改服務，節能效果得到了客戶的一致好評，取得了良好的社會效益和經濟效益。

技術推廣前景

    當前我國石油、化工、冶金、煤炭、有色、紡織、電力（含供熱）及城市供排水等重點耗電行業存在著巨大的節能市場。據有關部門最新調研資料，2003年這些重點耗電行業消費7945.47億千瓦時，占工業用電量的62.9％，占全國供電量的42％。在這些重點耗電行業中，電機拖動系統耗電占總耗電量的60％以上。其中，以風機、水泵、壓縮機等設備為主的通用設備，占行業電耗的44％，所占比重大，但平均裝備水平低，平均運行效率比發達國家低20％—25％，有些系統效率不足20％，節電潛力巨大，可達500億—700億千瓦時。若以每千瓦時0.6元計，其年節電效益可達300億—420億元。

“3+1”流體輸送高效節能技術適用于各類型水泵系統的節能改造，屬于國家發改委在《“十一五”十大重點節能工程實施意見》明確的十大重點節能工程之一電機系統節能的范疇，具有廣闊的市場前景。