黃南軍

摘 要：永磁調(diào)速是電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)能的新技術(shù)。文章主要介紹永磁調(diào)速的原理及在廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的應(yīng)用。#2最終中和池輸送泵采用永磁調(diào)速改造后，投入運(yùn)行調(diào)節(jié)穩(wěn)定，節(jié)能效果顯著。

關(guān)鍵詞：輸送泵；永磁調(diào)速；改造；節(jié)能

Abstract： Permanent magnet motor speed is the speed regulation and energy saving new technology. This paper mainly introduces the principle of the permanent magnet speed and application in GuangDong DaTang ChaoZhou power generation CO.，LTD of industrial wastewater treatment system. #2 finally neutralization pool pump adopts the permanent magnet speed after the transformation，running stable regulation， the effect of energy saving is remarkable.

Keywords：pump； permanent magnetic speed； transformation； energy saving

前言

廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司有兩套工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，主要通過pH值調(diào)節(jié)、混凝、澄清、過濾等處理工藝得到合格的回用水，通過四臺(tái)工頻最終中和池輸送泵輸送至一、二期脫硫工藝水箱，用于脫硫系統(tǒng)補(bǔ)水。由于廢水處理系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣，最終中和池輸送泵與電機(jī)之間采用剛性聯(lián)軸器連接，且水泵全速運(yùn)行為2900r/min，運(yùn)行中速度高、壓力大，經(jīng)常發(fā)生振動(dòng)超標(biāo)，密封環(huán)、軸承磨損，水泵漏水、進(jìn)氣等情況，每次故障檢修均需更換大量部件，造成維護(hù)成本與維護(hù)工作量的增加。而永磁調(diào)速具有高效節(jié)能、簡(jiǎn)單可靠、震動(dòng)噪音小、無諧波、占地面積小、零維護(hù)、可在惡劣環(huán)境使用等諸多優(yōu)點(diǎn)，在調(diào)速領(lǐng)域有很高的發(fā)展前景。因此潮州電廠將#2最終中和池輸送泵進(jìn)行永磁調(diào)速改造，待改造效果良好、效益可觀后，逐步將永磁調(diào)速技術(shù)運(yùn)用到凝結(jié)水泵、閉冷泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等6KV重要輔機(jī)設(shè)備上。

1 永磁調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和原理

永磁調(diào)速技術(shù)的主要設(shè)備是永磁調(diào)速器，永磁調(diào)速器主要由導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和調(diào)節(jié)器組成，見圖1。永磁轉(zhuǎn)子在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子內(nèi)，其間由空氣隙分開。導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與電機(jī)端聯(lián)結(jié)，與電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。永磁轉(zhuǎn)子與負(fù)載體聯(lián)結(jié)，與負(fù)載一起轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子在軸線水平方向的相對(duì)位置，以改變導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間相互作用的面積，實(shí)現(xiàn)改變導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間傳遞轉(zhuǎn)矩的大小。

永磁調(diào)速的工作原理是：當(dāng)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，永磁場(chǎng)在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生渦流，同時(shí)渦流又產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)與永磁場(chǎng)相互作用，從而帶動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子沿與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果是將輸入軸的轉(zhuǎn)矩傳遞到輸出軸上；輸出轉(zhuǎn)矩的大小與相互作用的面積相關(guān)，作用面積越大，扭矩越大，反之亦然。永磁轉(zhuǎn)子在調(diào)節(jié)器作用下，沿軸向往返移動(dòng)時(shí)，永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子之間的相互作用面積發(fā)生變化。作用面積大，傳遞的扭矩大，轉(zhuǎn)速高；作用面積小，傳遞的扭矩小，轉(zhuǎn)速低；永磁轉(zhuǎn)子與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子完全脫開，作用面積為零，永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零，即負(fù)載轉(zhuǎn)速為零。

2 永磁調(diào)速改造

廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司工業(yè)廢水處理系統(tǒng)最終中和池有4臺(tái)最終中和池輸送泵，其中#1、2最終中和池輸送泵參數(shù)為：Q=200m3/h，H=50m，n=2900r/min，N（配備）=45KW；電機(jī)參數(shù)為：U=380V，I=82.0A，n=2970r/min，N=45KW。本次將#2最終中和池輸送泵進(jìn)行永磁調(diào)速改造，采用現(xiàn)場(chǎng)原有的電機(jī)并保持原有啟?；芈凡蛔儯捎矛F(xiàn)場(chǎng)原有的水泵。由于永磁調(diào)速器需要安裝在電動(dòng)機(jī)與泵之間，為了安裝永磁調(diào)速器，需先將電動(dòng)機(jī)與泵拆開，將電動(dòng)機(jī)向后移動(dòng)以留出永磁調(diào)速器的位置，需對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行改造。基礎(chǔ)改造：電機(jī)要向后移動(dòng)460mm，進(jìn)行電機(jī)的基礎(chǔ)改造，將電機(jī)基礎(chǔ)往后延伸500mm。同時(shí)將電機(jī)剛性支座開長孔，四周焊接微調(diào)螺栓。另外做好永磁調(diào)速器剛性支撐的安裝支架。電機(jī)后移后，預(yù)留好電機(jī)的動(dòng)力電纜。提供AC 220V 的電源供執(zhí)行器使用，執(zhí)行器電源間隔選在工業(yè)廢水380/220V MCC COBKF02段COBKF02A1間隔引出后加一個(gè)兩相6A開關(guān)做電源，永磁調(diào)速器型號(hào)為DF-DM320，執(zhí)行器型號(hào)為PSQ102。更改邏輯畫面，增加開度調(diào)節(jié)畫面及自動(dòng)畫面供運(yùn)行人員調(diào)節(jié)。

3 永磁調(diào)速改造效果

對(duì)于離心式水泵，P1/P2=（n1/n2）3，負(fù)載功率變化與轉(zhuǎn)速變化的立方成正比；T1/T2=（n1/n2）2，負(fù)載扭矩變化與轉(zhuǎn)速變化的立方成正比。當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其需求的功率也會(huì)降低。

永磁調(diào)速可以對(duì)離心泵降速，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速是不變的，電機(jī)功率與轉(zhuǎn)速和扭矩的關(guān)系如下：

電機(jī)輸出功率P=T·ω，功率=扭矩·轉(zhuǎn)速

結(jié)合離心泵的特性，采用永磁調(diào)速后，電機(jī)功率與負(fù)載轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下：

電機(jī)輸出功率 P1/P2=（n1/n2）2

采用永磁調(diào)速調(diào)節(jié)離心泵轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)的功率與離心泵轉(zhuǎn)速的平方成正比，在降低離心泵的轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)的功率成平方關(guān)系下降，實(shí)現(xiàn)調(diào)速節(jié)能。不同轉(zhuǎn)速下，電機(jī)及負(fù)載振動(dòng)值及節(jié)電率見表1。

由表1可知，改造后，電機(jī)和負(fù)載在水平、垂直、軸向方向的振動(dòng)值明顯低于改造前振動(dòng)值，振動(dòng)減少，可以減少維護(hù)成本和維護(hù)工作量，延長了設(shè)備的壽命。通過改變執(zhí)行器開度，電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，隨著執(zhí)行器開度增大，負(fù)載轉(zhuǎn)速逐漸增大，軸功率比增大，節(jié)電率降低。負(fù)載低轉(zhuǎn)速時(shí)，節(jié)電率高，節(jié)能效果顯著。

4 結(jié)束語

采用永磁調(diào)速器，對(duì)#2最終中和池輸送泵做調(diào)速節(jié)能改造，減少系統(tǒng)振動(dòng)，水泵密封環(huán)、軸承磨損，水泵盤根日常維護(hù)量，頻繁啟停對(duì)電機(jī)與設(shè)備的沖擊，系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定的運(yùn)行的問題。改造至今，沒有發(fā)生任何缺陷或故障，運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能效果顯著。此次改造為永磁調(diào)速技術(shù)應(yīng)用到潮州電廠6KV重要輔機(jī)設(shè)備上提供節(jié)能改造依據(jù)。

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