文/鄭燚

磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)在寧波利萬新材料有限公司聚苯乙烯裝置風(fēng)送系統(tǒng)中的應(yīng)用——能源資源是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的動力源。節(jié)能降耗和能效提升是全球公認(rèn)的“第一能源”，是加強(qiáng)能源安全、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)脫碳和促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。

2021年5月浙江省發(fā)展改革委 、省能源局關(guān)于印發(fā)《浙江省節(jié)能降耗和能源資源優(yōu)化配置“十四五”規(guī)劃》的通知中指出：以能源“雙控”、碳達(dá)峰碳中和的強(qiáng)約束倒逼和引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)全面綠色轉(zhuǎn)型，堅(jiān)決遏制地方“兩高”項(xiàng)目盲目發(fā)展。建立能源“雙控”與重大發(fā)展規(guī)劃、重大產(chǎn)業(yè)平臺規(guī)劃、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、年度重大項(xiàng)目前期計(jì)劃和產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策聯(lián)動機(jī)制。研究制定嚴(yán)格控制地方新上“兩高”項(xiàng)目的實(shí)施意見，對在建、擬建和存量“兩高”項(xiàng)目開展分類處置，將已建“兩高”項(xiàng)目全部納入重點(diǎn)用能單位在線監(jiān)測系統(tǒng)，強(qiáng)化對“兩高”項(xiàng)目的閉環(huán)化管理。嚴(yán)格落實(shí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整“四個一律”，對地方謀劃新上的石化、化纖、水泥、鋼鐵和數(shù)據(jù)中心等高耗能行業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格控制。提高工業(yè)項(xiàng)目準(zhǔn)入性標(biāo)準(zhǔn)，將“十四五”單位工業(yè)增加值能效控制標(biāo)準(zhǔn)降至0.52 t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，對超過標(biāo)準(zhǔn)的新上工業(yè)項(xiàng)目，嚴(yán)格落實(shí)產(chǎn)能和能耗減量（等量）替代、用能權(quán)交易等政策。強(qiáng)化對年綜合能耗5 000 t標(biāo)準(zhǔn)煤以上高耗能項(xiàng)目的節(jié)能審查管理。以上內(nèi)容出自省發(fā)展改革委省能源局關(guān)于印發(fā)《浙江省節(jié)能降耗和能源資源優(yōu)化配置“十四五”規(guī)劃》的通知。

寧波利萬新材料有限公司，是香港利萬集團(tuán)旗下的重要石化企業(yè)之一。公司位于國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)——寧波大榭開發(fā)區(qū)，擁有一座5萬t碼頭。公司年產(chǎn)70萬t精對苯二甲酸（PTA）。PTA是聚酯的主要生產(chǎn)原料之一，廣泛應(yīng)用于化學(xué)纖維、薄膜以及包裝材料等方面。寧波利萬新材料有限公司始終把節(jié)能降耗作為公司發(fā)展的重要任務(wù)之一，降本增效，選用高端節(jié)能設(shè)備，促進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)石化企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。

寧波利萬新材料有限公司聚苯乙烯裝置風(fēng)送系統(tǒng)簡介

物料輸送系統(tǒng)是利用鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的正壓空氣流為輸送動力，把物料輸送到后續(xù)的儲料倉中。整個系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)供料裝置、電氣控制系統(tǒng)等相關(guān)輔助設(shè)備組成，在整個生產(chǎn)工藝中，鼓風(fēng)機(jī)的能耗占比較大。

寧波利萬新材料有限公司40萬t/a PS項(xiàng)目工程的生產(chǎn)裝置，由兩條10萬t/a 通用級聚苯乙烯(GPPS)生產(chǎn)線和兩條10萬t/a 抗沖級聚苯乙烯(HIPS)生產(chǎn)線組成。

聚苯乙烯裝置風(fēng)送系統(tǒng)主要作用將成品粒料通過風(fēng)送線送入包裝廠房，輸送空氣由輸送風(fēng)機(jī)供給，處理工藝流程簡圖如圖1所示。

圖1 聚苯乙烯裝置風(fēng)送系統(tǒng)流程工藝圖

原物料輸送風(fēng)機(jī)采用傳統(tǒng)的羅茨風(fēng)機(jī)，由于羅茨風(fēng)機(jī)能耗高、噪聲大，運(yùn)行噪聲已達(dá)110dB(A)以上，嚴(yán)重影響了操作人員的身心健康；并且隨著鼓風(fēng)機(jī)的老化及零部件的磨損，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量逐漸變小；出風(fēng)含油，對產(chǎn)品品控會有一定的影響。

通過市場調(diào)研走訪，磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)一直在污水處理曝氣工藝上使用較多，物料輸送工藝是近三四年才開始應(yīng)用，但通過大量的技術(shù)交流論證、項(xiàng)目地考察、已用客戶的市場評價，確定其工藝已經(jīng)成熟，最終風(fēng)送系統(tǒng)選用“南京磁谷”磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行替換，重點(diǎn)解決現(xiàn)有羅茨風(fēng)機(jī)電耗高、噪聲大等問題。南京磁谷科技股份有限公司創(chuàng)立于2006年，是以磁懸浮軸承為核心關(guān)鍵技術(shù)，研制大功率高速驅(qū)動設(shè)備以及高速高效一體化流體機(jī)械設(shè)備并產(chǎn)業(yè)化的科技型企業(yè)，于2009年成功推出國內(nèi)首臺磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品。

聚苯乙烯裝置風(fēng)送系統(tǒng)改造前

原羅茨風(fēng)機(jī)使用參數(shù)見表1。

表1 羅茨風(fēng)機(jī)參數(shù)

圖3 風(fēng)機(jī)運(yùn)行界面

圖4 現(xiàn)場照片2

聚苯乙烯裝置風(fēng)送系統(tǒng)改造后

選用4臺磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)作為常開使用，2臺羅茨風(fēng)機(jī)留作備用，磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)見表2。

表2 磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)

聚苯乙烯裝置風(fēng)送系統(tǒng)改造前后能效對比

對比表見表3，現(xiàn)場照片如圖2～4所示。

圖2 現(xiàn)場照片1

表3 羅茨風(fēng)機(jī)與磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)能效對比表

經(jīng)過1個月的現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試，在風(fēng)送系統(tǒng)中磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)相比原羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能約38.3%，年節(jié)電約69.8萬kW·h。

磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和原理

磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)是離心式風(fēng)機(jī)的一種，主要功能是實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)。隨轉(zhuǎn)軸一同做高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動空氣從蝸殼的進(jìn)氣口進(jìn)入，空氣在蝸殼的導(dǎo)向與增壓作用下成為具有一定流速與壓力的氣體，最后從蝸殼的出氣口鼓出，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)。

磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)采用了高速永磁同步電動機(jī)的直驅(qū)結(jié)構(gòu)，將離心葉輪和電動機(jī)驅(qū)動一體化集成設(shè)計(jì)。磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)圖

通過內(nèi)置的位移傳感器實(shí)時檢測轉(zhuǎn)軸的振動，將得到的信號送入磁懸浮軸承控制器進(jìn)行調(diào)理、運(yùn)算，產(chǎn)生控制電流，再將該電流輸入磁軸承線圈，產(chǎn)生電磁力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的懸浮。永磁同步電動機(jī)的主要功能是驅(qū)動轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，它通過變頻器產(chǎn)生頻率可控的電流，將此電流輸入電動機(jī)定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，帶動轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，運(yùn)行原理如圖6所示。

圖6 磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)主機(jī)運(yùn)行原理

小結(jié)

1.整機(jī)無油，出風(fēng)絕對無油保證了物料的品質(zhì)。

2.磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)比原有的羅茨風(fēng)機(jī)可以節(jié)省30%以上的電能。

3.風(fēng)機(jī)噪聲控制在80dB(A)以下，改善了工作環(huán)境。

4.實(shí)時數(shù)據(jù)顯示的觸摸屏，為操作人員帶來方便及減少操作事故的發(fā)生。

5.無需機(jī)械保養(yǎng)，日常維護(hù)僅需更換空氣過濾器，降低了維護(hù)成本。