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永磁技术在石化企业的应用与分析马亮

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：马亮

[导读] 摘要：风机、水泵属于通用类机械，在石化、炼化企业中应用数量较多，应用范围较广。

        (中国石油哈尔滨石化公司哈尔滨 150056)
        摘要：风机、水泵属于通用类机械，在石化、炼化企业中应用数量较多，应用范围较广。耗电量巨大，风机和水泵在运行中还存在较大的节能潜力，近年来，永磁调速技术作为一项突破性的新技术，实现系统在恶劣坏境下的高效运转，其潜力挖掘的重点是提高风机和水泵的运行效率。本文主要针对永磁调速在风机水泵节能改造中的应用研究进行了简单的分析和探讨。
        关键词：风机；水泵；永磁调速；节能改造；
        0.引言
        在许多新技术、高技术产业中，永磁调速技术作为其中的基础，不仅提高了系统的稳定性和可靠性，而且全面提升了电机工作效率。因此，对永磁调速技术在发电厂辅机节能改造中的应用研究有其必要性。
        1.永磁调速器工作原理
        永磁耦合技术的应用原理是建立在楞次定律的基础上的，当磁力线通过导体时，如果此时的状态是静止的，那么就不会有任何的作用，若是导体板与磁体棒发生了相对运动，那么在导体中的磁力线就会发生感应涡电流，自然就会产生我们所熟悉的感应磁场。
        永磁调速器装置是安装在电机和工作机之间的一种传动元件，它是由铜转子、永磁转子和控制器三个部分组成，铜转子与电机相连接，永磁转子与工作机相连接，铜转子和永磁转子之间有空气间隙（称为气隙），没有传递扭矩的机械连接。永磁转子上的永磁体的磁力线在铜转子的铜盘上产生涡电流，在电机转动时，涡电流产生感应磁场，该感应磁场与永磁体的磁场之间的作用力实现了电机与工作机之间的扭矩传递。并可在电机输出转速不变的条件下，通过控制器调整铜转子与永磁转子之间的气隙，实现对工作机转速进行无级调节。并使电机的功率通过软（磁）连接，平稳而无冲击地传递给工作机。铜转子和永磁转子之间气隙越大，调速型磁力偶合器的输出扭矩越小，输出转速越低（调速型磁力偶合器的滑差越大）；铜转子和永磁转子之间气隙越小，调速型磁力偶合器的输出扭矩越大，输出转速越高（调速型磁力偶合器的滑差越小）。而控制机构可通过控制信号调节气隙的大小。对于自动控制系统，当控制机构接到一个控制信号（如系统压力、流量等要求进行调节的信号）后，控制机构对信号进行识别、计算和转换后，给其执行元件发出调节指令，执行元件就会调节铜转子与永磁转子之间的气隙，从而改变工作机的工作点，即调节了工作机的转速和扭矩。
        2.永磁调速器用在离心式水泵的节能原理
        根据离心式水泵工作特性，离心水泵的转速越低，流量、压力就越小，其耗功就越少，则电机的输出功率就越小。因此，通过调速型永磁调速器装置在电机转速不变的情况下对工作机的转速进行无级调速，调速范围可在0至工作机额定转速的97.5%，也就是调速型永磁调速器装置可以根据工作机的实际工作参数的变化要求，通过改变工作机的转速来达到目的，系统中只要工作机在其额定转速以下进行工作，电机都是在节能状况下工作。
        3.节能效果分析
        当所需流量从 Q1 减小到 Q2 时，如果采用调节阀门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从 A 点变到新的运行工况点 B 运行，所需轴功率 P2 与面积变，但风机的特性曲线将下移，因此其运行工况点由 A 点移至 C 点。此时所需轴功率 P3 与面积 HB×Q2 成正比。从理论上分析，所节约的轴功率 Delt(P)与（H2-HB）×（C-B）的面积 H2×Q2 成正比；如果采用调速控制方式，风机转速由 n1 下降到 n2，其管网特性并不发生改成正比。
        在实际运行中，系统能够调节的空间通常是在考虑流量满足的同时还必须考虑系统的压力能不能满足要求。通过实践的统计，离心式负载通过调速控制可节能 20％～50％。

        4结束语
        电力、石油、化工等高耗能行业中风机和水泵是最主要的耗电设备，而这些企业现阶段面临着严峻的节能减排指标。对风机水泵调速节能具有巨大的经济潜力，符合国家节能降耗的方针。
        通过对调速节能方案的对比分析，了解调速方法的优缺点以及应用场合。永磁调速器作为一种新型、先进、可靠的调速传动装置，无论是从经济效益还是从生产的安全稳定性来看，具有液力耦合调速和变频调速无可比拟的优势。目前的应用价值，永磁调速器具有广阔的应用前景和应用价值。
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