永磁調(diào)速技術(shù)在余熱回收系統(tǒng)中的應(yīng)用及節(jié)能分析
2016年05月30日 9:30 5240次瀏覽 來(lái)源: 中國(guó)稀土行業(yè)協(xié)會(huì) 分類(lèi): 稀土
永磁調(diào)速技術(shù)是電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)能技術(shù)。文中主要介紹永磁調(diào)速技術(shù)的原理以及在天津石化煉油部2#常減壓裝置加熱爐余熱回收系統(tǒng)鼓、引風(fēng)機(jī)中采用永磁調(diào)速技術(shù)進(jìn)行變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)永磁調(diào)速的方式替代調(diào)節(jié)煙道擋板的方式,達(dá)到節(jié)約電能的目的。
一、引言
在煉油行業(yè)中,風(fēng)機(jī)是耗能大戶(hù),其中在常減壓裝置中,鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)作為加熱爐余熱回收系統(tǒng)中強(qiáng)制通風(fēng)的動(dòng)力設(shè)備,長(zhǎng)期工作在額定轉(zhuǎn)速下,消耗大量的電能。采用永磁調(diào)速技術(shù),進(jìn)行變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),具有較大的節(jié)能空間和很好的經(jīng)濟(jì)效益。
二、永磁調(diào)速技術(shù)探究
1.永磁調(diào)速的工作原理
永磁調(diào)速器的結(jié)構(gòu)組成包括:永磁體,銅導(dǎo)體等。
永磁調(diào)速的工作原理和電動(dòng)機(jī)的工作原理是相同的,導(dǎo)體盤(pán)相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子;磁體盤(pán)相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)定子。當(dāng)定子通入對(duì)稱(chēng)電壓時(shí),在空間產(chǎn)生逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流,形成轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。兩種磁場(chǎng)相互作用,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)的磁體盤(pán)提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),導(dǎo)體盤(pán)在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下,產(chǎn)生感應(yīng)渦電流,進(jìn)而在銅導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng),導(dǎo)體盤(pán)感應(yīng)磁場(chǎng)與磁體盤(pán)永久磁鐵磁場(chǎng)相互作用,而產(chǎn)生扭距。越靠近時(shí)磁力線(xiàn)密度越密集,產(chǎn)生效應(yīng)越強(qiáng),扭距越大(間隙越小,扭矩越大);相對(duì)運(yùn)動(dòng)越快,效應(yīng)越強(qiáng),產(chǎn)生扭距越大(轉(zhuǎn)差越大,扭距越大);相對(duì)運(yùn)動(dòng)越大,兩者感應(yīng)同極磁場(chǎng)越強(qiáng),產(chǎn)生互相排斥的力量(磁懸浮效應(yīng))。
2.永磁調(diào)速的節(jié)能原理
我們將永磁調(diào)速器替代電機(jī)和風(fēng)機(jī)之間的聯(lián)軸器,安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸的輸出端和風(fēng)機(jī)的動(dòng)力輸入端之間,通過(guò)改變永磁調(diào)速器上的磁體間隙來(lái)改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)流量的連續(xù)控制。由于風(fēng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比,因此,在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下,調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降時(shí),其輸出的流量成比例的減少,電動(dòng)機(jī)的功率急劇下降,減少了能源的需求,從而大量節(jié)約電能。
3.永磁調(diào)速改造方案
根據(jù)實(shí)際情況,天津石化公司煉油部2#常減壓裝置對(duì)加熱爐余熱回收系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)進(jìn)行永磁調(diào)速改造。改造的工程量很小,鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)僅電機(jī)及基礎(chǔ)后移0.5米,在風(fēng)機(jī)和高壓電機(jī)間加裝永磁調(diào)速系統(tǒng)及執(zhí)行器,電動(dòng)機(jī)使用原高壓電纜,將電纜溝中有余量的高壓電纜向電動(dòng)機(jī)方向提升0.5米。中控室增加電動(dòng)執(zhí)行器DCS操作畫(huà)面。
4.改造過(guò)程中注意事項(xiàng)
改造過(guò)程中,在原來(lái)電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)中間加裝了永磁調(diào)速系統(tǒng),永磁調(diào)速系統(tǒng)占用長(zhǎng)度大約0.5米左右,由于風(fēng)機(jī)不能移動(dòng),只能移動(dòng)電動(dòng)機(jī),這就要求電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)重新施工,保證電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定。由于電動(dòng)機(jī)的后移,還要考慮到電機(jī)電纜的長(zhǎng)度,確保滿(mǎn)足要求。
四、改造后的效果
1.節(jié)能效果分析
改造后,煙道擋板全部打開(kāi),通過(guò)永磁調(diào)速系統(tǒng)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)滿(mǎn)足爐內(nèi)氧含量及負(fù)壓的需求,節(jié)約了電能。表1為改造前與改造后鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)電流。
2.設(shè)備運(yùn)行效果分析
由于電機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行,發(fā)熱量減少,減緩了絕緣老化速度。風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速的降低,減輕了風(fēng)機(jī)葉輪的氣蝕,減輕了風(fēng)機(jī)段軸承的機(jī)械磨損。同時(shí),由于電動(dòng)機(jī)及風(fēng)機(jī)之間沒(méi)有硬性的聯(lián)軸器連接,振動(dòng)大為降低,電動(dòng)機(jī)零負(fù)載啟動(dòng),使啟動(dòng)時(shí)的電流和振動(dòng)大大降低,減少了對(duì)設(shè)備的沖擊,從而可以提高整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備壽命和可靠性。
五、結(jié)束語(yǔ)
永磁調(diào)速技術(shù)是一種先進(jìn)的電動(dòng)機(jī)調(diào)速、節(jié)能技術(shù),具有節(jié)能效果顯著、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。天津石化煉油部2#常減壓裝置余熱回收系統(tǒng)鼓、引風(fēng)機(jī)永磁調(diào)速節(jié)能改造后,運(yùn)行情況很好,一年來(lái)沒(méi)有發(fā)生任何缺陷或故障。余熱回收系統(tǒng)鼓、引風(fēng)機(jī)永磁調(diào)速節(jié)能改造能保證加熱爐處于良好的運(yùn)行狀態(tài),又能獲得較好的節(jié)能效果,且對(duì)原系統(tǒng)改造的工作量不大,占地面積小,能夠長(zhǎng)期安全使用。該技術(shù)為電動(dòng)機(jī)的調(diào)速節(jié)能提供了一種新的選擇,值得在石化企業(yè)及其他行業(yè)推廣。
責(zé)任編輯:周大偉
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