淺析一泵式采鹵工藝節能效果

　　隨著(zhù)采用高壓電機作為動(dòng)力、高壓力大流量的離心泵在電廠(chǎng)鍋爐給水的綜合運用，充分發(fā)揮熱電聯(lián)產(chǎn)效能，經(jīng)過(guò)多方考察、并充分征求設計院和泵廠(chǎng)意見(jiàn)，我公司首次采用將自備電廠(chǎng)多余電能直接作為采鹵動(dòng)力并通過(guò)7 千米高壓采輸鹵管線(xiàn)及閥組合理分配給各生產(chǎn)井組進(jìn)行采鹵的技術(shù)。經(jīng)過(guò)一年的運行，節能效果明顯。

1、公司制鹽生產(chǎn)規�；�本情況

　　我公司現有真空制鹽系統四套， 年產(chǎn)能力150萬(wàn)噸。1992 年第一套生產(chǎn)能力9.5 萬(wàn)噸/年真空制鹽裝置投產(chǎn)，1999 年第二套生產(chǎn)能力5 萬(wàn)噸的特種鹽裝置投產(chǎn)，2003 年第三套年產(chǎn)18 萬(wàn)噸鹽，2.8 萬(wàn)噸無(wú)水硝制鹽母液回收鹽硝聯(lián)產(chǎn)裝置投產(chǎn)，2007 年第四套年產(chǎn)60 萬(wàn)噸(國家發(fā)改委核準規模)鹽硝聯(lián)產(chǎn)擴建項目投產(chǎn)，2008 年實(shí)際產(chǎn)能為100 萬(wàn)噸。經(jīng)過(guò)十多年的生產(chǎn)實(shí)踐和技術(shù)改造， 公司生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，連續10 年保持了平均30%的增長(cháng)速度。目前制鹽生產(chǎn)能力已達到150 萬(wàn)噸/年，熱電裝置的供熱能力達到180 萬(wàn)噸/年，供電能力2 億千瓦時(shí)/年，擁有倉儲全自動(dòng)裝箱線(xiàn)及機器人堆碼系統和年吞吐量350 萬(wàn)噸的運輸碼頭，并建有省級10 萬(wàn)噸碘鹽小包裝配送中心一座，另有30 萬(wàn)噸碘鹽小包裝配送中心正投入使用，企業(yè)已跨入全國大型制鹽企業(yè)行列。

2、礦山裝備發(fā)展情況

　　2.1、原有情況

　　2.1.1、采輸鹵設備情況：⑴10kV、400V 配電室兩座，

　　其中①1250kVA、10kVA———400V 電力變壓器配套變電一座，②450kVA、10kV 配電變配一座;⑵采鹵泵8 臺其中400V 電源有7 臺、10kV 電源1 臺，具體為：①DF46-50×10 四臺(已拆除三臺)、②DF85-67×8 一臺，電功率280kW、③DF155-67×8B 采鹵泵一臺，電機功率280kW、④EMC80(I)×8A 采鹵泵一臺，電機功率250kW，⑤10kV 電源有1 臺即DF155-67×8 采鹵泵一臺高壓電機450kW; ⑶輸鹵泵2 臺：DF280-43×2 輸鹵泵一臺，電機功率110kW、DF280-43×4 輸鹵泵一臺，電機功率220kW;⑷深井水源及配套泵2臺：流量為50t/h、80t/h 的潛水式深井泵各一臺，作為設備冷卻及回水不足短時(shí)補充， 電機功率分別為22kVA、37kVA。為節約能量和減少水泵啟停頻率，采用變頻器進(jìn)行調控;(5) 輸鹵回水管線(xiàn)：Φ219×8管線(xiàn)于1992 年10 月投用， 作為回水用;Φ325×10管線(xiàn)于2000 年10 月投用，作為輸鹵用。

　　2.1.2、鹽井情況

　　礦區原有井組四對連通井組：⑴老井組安1、2、4、5 井(壓力連通、自然溶通)：建成于1992 年8 月，因多井連通存在一定隱患， 按省市國土資源部門(mén)要求于2005 年底強制關(guān)閉;⑵定向井安6-8 井：建成于2000 年4 月;⑶水平井組安7-9 井：建成于2001年6 月; ⑷強制定向壓裂連通井組安10-11 井：建成于2005 年8 月。

　　2.2、改擴建后生產(chǎn)現況

　　2.2.1、擴建后現有設備： ⑴主管線(xiàn)： 新增距離6500m、規格為￠529×11 螺旋焊接鋼管采輸鹵管線(xiàn)并行兩條，正常運行壓力承壓等級6.5MPa、試驗壓力9.7MPa。在管線(xiàn)兩側配備超壓安全閥和流量監控等DCS 自控系統，在線(xiàn)跟蹤檢測管線(xiàn)可能發(fā)生的泄漏事故;⑵輸鹵泵SLZA150-250A 四臺，電機功率分別是110kW;正常兩開(kāi)兩備，采用變頻節電和壓力連鎖控制，確保安全節能;⑶采鹵泵DF450-60(I)×11，計三臺，高壓電機1400kW(6kV 電壓)。

　　本次一泵直壓式采鹵規劃主要設計構想：(1)采鹵泵動(dòng)力消耗巨大， 如果按現有老系統購買(mǎi)公用電網(wǎng)上電力，正常電價(jià)在0.624 元/度，而公司新上自備電站電力容量存在一定富余， 且電價(jià)成本僅0.3元/度左右， 按現有采鹵產(chǎn)量規模、每年需耗電在2000 萬(wàn)度左右， 僅此一項每年可節約電費650 萬(wàn)元;(2)電力穩定性需要、降成本需要;(3)直接采鹵工藝成熟可靠：鹽井距離適中、輸送壓降小。下面將會(huì )重點(diǎn)進(jìn)行分析對比有關(guān)試采情況。

　　2.2.2、新增鹽井有七對， 總生產(chǎn)井組累計10 對計20 口。由于六十萬(wàn)噸制鹽新項目配套需要，公司投入4000 多萬(wàn)元于2006 年1 月至2007 年9 月間在新老采礦區域上增設鹽井14 口，采用技術(shù)先進(jìn)成熟可靠的強制連通對接技術(shù)，并全部實(shí)現對接成功。這些井組的特點(diǎn)有(1)采用石油系列生產(chǎn)套管：材質(zhì)等級高、井徑大、流量大、維護容易;(2)地面井距大，水平段距離長(cháng)，井組控制儲量大;(3)每井組有單獨的進(jìn)出鹵管網(wǎng)，并安裝電磁流量計，利于井組開(kāi)采監控和采鹵量的計算。為克服部份井組距生產(chǎn)廠(chǎng)區距離較遠的矛盾， 采用管匯集中控制方案， 安排專(zhuān)人值班， 便于數據實(shí)時(shí)采集準確和生產(chǎn)調控需要;(4)每對井組壓力流量等參數采用DCS 集中控制顯示，利于井組生產(chǎn)實(shí)時(shí)監控。

　　2.3、建設前后設備情況比較：(1)原有的采鹵泵(四臺)按設備銘牌總的注水能力應為680m3/h。實(shí)際上迭加運行后總采鹵量在400m3/h。設備出率下降41.2%�，F有的采鹵泵(三臺)按設備銘牌總的注水能力應為1350m3/h。兩臺迭加運行920m3/h,設備出率超+2.2%;(2)原有的輸鹵泵(兩臺揚程不同)按設備銘牌總的輸出能力是560m3/h。正常一開(kāi)一備, 實(shí)際上輸出量在300m3/h+7.1%�，F有的四臺輸鹵泵按設備銘牌總的輸出能力是1200m3/h。實(shí)際運行時(shí)為兩開(kāi)兩備，兩臺輸鹵泵實(shí)際輸出量在900m3/h，超+12.5%;(3)功率消耗比較：從上面幾組數據可以看出，由于技改投入因素，資源配備更合理，綜合能耗水平大幅下降。

3、重點(diǎn)介紹現有采注輸系統節能降耗情況

　　3.1、輸鹵管道節能顯著(zhù)

　　原有的￠325 輸鹵管道，由于單一輸鹵運行內壁存在結垢，造成輸送阻力加大，正常壓力在1.8MPa，流量在300m3/h 左右，電耗水平在0.8 度/方鹵。而現有的采鹵輸鹵管道為￠529×11 的復線(xiàn)高壓管， 每年正常進(jìn)行一次交替輪換使用。由于管徑大、阻力小、輸鹵壓力在0.6MPa，流量可達900m3/h 左右，輸鹵電耗0.24 度/方鹵。如果按現有年輸鹵560 萬(wàn)方，依計可節電314 萬(wàn)度、折合196 萬(wàn)元。

　　3.2、采鹵注水系統節能顯著(zhù)

　　原有采鹵系統分兩部份組成： 一是水源為公司制鹽回水和地下深井水， 二是采鹵泵為礦區多臺不同流量的采鹵泵疊加運行采鹵，由于設備陳舊，水泵效率正常在65%以下，加之多臺疊加運行時(shí)泵壓調整難度大，能量損失嚴重，與此同時(shí)大功率(250 千瓦)低壓電機熱損失和無(wú)功損失較大。加之生產(chǎn)鹽井僅有三對， 要達到采鹵量300m3/h 能力時(shí)注水泵的揚程要加大、動(dòng)力消耗須增加。而現在采鹵方式為一泵式采鹵，即通過(guò)管道直接將水源從公司儲水池、由大流量采鹵泵通過(guò)6.5 千米長(cháng)高壓注水管直接壓到礦區、由管匯閥組控制分配到各對采鹵井中，減少回水環(huán)節， 最大優(yōu)勢是高壓電機作為動(dòng)力時(shí)能量損失小，大流量水泵效率達80%以上。

　　3.3、調峰生產(chǎn)意義、效果

表1 用電周期間的價(jià)差

　　3.3.1、介紹鹵池、水池儲備

　　礦區原有的鹵水池儲鹵能力在800m3， 可調節量在500m3 左右，再加上新井建槽，對設備在峰平谷用電時(shí)調峰能力小，電力能耗一直沒(méi)有下降的趨勢，致使采鹵生產(chǎn)成本偏高在3.4 元/m3， 直接影響制鹽的生產(chǎn)成本。

　　現有的鹵水池儲鹵能力在12430m3， 可調節余量在9000m3 左右。采鹵水源儲水能力在18000m3，可調節余量為12000m3。因此根據大工業(yè)用戶(hù)電價(jià)在峰平谷三個(gè)時(shí)段電價(jià)差價(jià)大的特點(diǎn)， 我們可以確保在生產(chǎn)供需平衡的基礎上適度調峰， 可以有效降低電費生產(chǎn)成本。

　　3.3.2、介紹采鹵能力可變調節量方案：現有鹽井10對。按照設計每組井達到正常生產(chǎn)期時(shí)最大采鹵能力為100m3/h，依此礦區最大采鹵能力在850m3/h 左右。如果新井正常生產(chǎn)后可新增產(chǎn)能100m3/h。

　　3.4、可操作方案比選。

表2 方案一用電峰平13 小時(shí)調節

表3 方案二用電峰平9 小時(shí)調節

　　按制鹽總產(chǎn)5160 噸/日, 鹵耗3.8 計, 日供鹵19608方，817 方/時(shí)，調節量則更少。按制鹽4600 噸/日，鹵耗3.8 計,日供鹵17480 方,728 方/時(shí)，可按方案二調峰。但是依據生產(chǎn)實(shí)際，適度調整運用這兩種方案進(jìn)行交叉，同時(shí)會(huì )帶來(lái)更好效果。

　　3.5、經(jīng)濟分析

　　根據16 個(gè)月生產(chǎn)運行結果來(lái)分析，新系統投入后實(shí)際方鹵電耗為3.12 度/方， 比原來(lái)4.158 度/方下降1.038 度/方，16 個(gè)月累計采輸鹵834 萬(wàn)m3,2008 年實(shí)產(chǎn)鹵水620 萬(wàn)m3。如果按購網(wǎng)綜合電價(jià)0.60 元/度計，因采用高壓電機和高壓注水設備效率提高因素年節電386 萬(wàn)元。如果按現有公司燃煤發(fā)電成本0.30 元/度,實(shí)際購網(wǎng)綜合電價(jià)在0.6 元/度進(jìn)行綜合測算， 每度電節省0.30 元， 按全年產(chǎn)鹵620萬(wàn)m3，因電費差價(jià)全年可節電費用186 萬(wàn)元。兩項合計全年可節電費572 萬(wàn)元。同時(shí)高壓電機穩定性增強和自備電力保證程度增加， 加之現有設備配件費用降低等諸多有利因素。

4、結束語(yǔ)

　　由此可見(jiàn),像采區與加工廠(chǎng)不在同一地點(diǎn)、距離在20 公里以?xún)鹊牡V區，采用高壓電機、調整注水地點(diǎn)，并采用注水動(dòng)力一泵式采鹵工藝，比原有采鹵工藝成本將有大幅度下降。如果進(jìn)一步完善采輸鹵配套設施如鹽井數量、鹵池儲備增加，加之變頻節電技術(shù)應用，將更有利調峰節電，預計產(chǎn)生的經(jīng)濟效益更加顯著(zhù)。