永磁調(diào)速傳動技術(shù)在燒結(jié)環(huán)冷風(fēng)機上的應(yīng)用

唐真真 王飛

（山東石橫特鋼集團有限公司，泰安 271612）

永磁調(diào)速傳動技術(shù)在燒結(jié)環(huán)冷風(fēng)機上的應(yīng)用

唐真真 王飛

（山東石橫特鋼集團有限公司，泰安 271612）

永磁調(diào)速技術(shù)節(jié)能效果顯著，且維護量少、適用環(huán)境惡劣，比高壓變頻器的應(yīng)用更具優(yōu)勢，采用永磁調(diào)速裝置在燒結(jié)環(huán)冷風(fēng)機上的技術(shù)改造，達到最佳節(jié)能效果的目的。

永磁調(diào)速 環(huán)冷風(fēng)機 節(jié)能壽命

引言

燒結(jié)系統(tǒng)環(huán)冷風(fēng)機一般設(shè)置4臺，依次對高溫?zé)Y(jié)礦進行冷卻，隨著工藝流程的延續(xù)和環(huán)境氣溫的變化，冷卻所需風(fēng)量有所變化。氣溫越低，所需冷卻風(fēng)量越小，在風(fēng)量變化的過程中，環(huán)冷風(fēng)機存在一定的節(jié)能空間。若要通過風(fēng)量變化實現(xiàn)節(jié)能，勢必要對環(huán)冷風(fēng)機進行調(diào)速來實現(xiàn)。

目前國內(nèi)普遍采用變頻器進行調(diào)速控制，針對此項目，若采用變頻器則施工量大，需建造配電室，配電室要安裝空調(diào)、工業(yè)除濕器等必要的附屬設(shè)施，對運行環(huán)境有一定要求，且存有一定的故障率，后期需要產(chǎn)生較高的變頻器維保費用。

近幾年，永磁調(diào)速技術(shù)在國內(nèi)外得到了快速發(fā)展與應(yīng)用，2012年11月該項技術(shù)被列入《國家重點節(jié)能技術(shù)推廣目錄（第五批）》，目前已在電力、冶金等多個行業(yè)被廣泛應(yīng)用。經(jīng)了解，許多企業(yè)在厚板、石灰窯等區(qū)域已有技術(shù)應(yīng)用，應(yīng)用效果較好，尤其在惡劣環(huán)境（包括腐蝕、易燃易爆、潮濕、粉塵含量高）下使用是高壓變頻器所無法替代的。而且選用永磁調(diào)速器進行改造，施工量小，可在惡劣環(huán)境下安全運行，后期無需專門的維護費用，不發(fā)生空調(diào)等設(shè)施的電量消耗。

1 現(xiàn)狀概述

山東石橫特鋼集團有限公司1#燒結(jié)環(huán)冷機共有4臺冷卻風(fēng)機，驅(qū)動的10KV高壓電機均為315KW，采用直接啟動的方式。從實際生產(chǎn)情況來看，燒結(jié)礦冷卻效果不僅收到環(huán)冷風(fēng)機運行臺數(shù)的影響，而且受環(huán)境溫度影響也較大。為確保燒結(jié)礦的冷卻效果，一年中6、7、8、9四個月需要需要4臺環(huán)冷風(fēng)機同時運行，12月和1月可停1臺環(huán)冷風(fēng)機，而在其他6個月，3臺環(huán)冷風(fēng)機的冷卻效果卻不足，4臺環(huán)冷風(fēng)機風(fēng)量又過剩。因此在實際生產(chǎn)中，為保證環(huán)冷風(fēng)機排礦溫度要求和實現(xiàn)保護成品系統(tǒng)皮帶的目的，這6個月內(nèi)也需要開啟4臺環(huán)冷風(fēng)機，造成了風(fēng)量和電能的浪費。為改變能源浪費，提高系統(tǒng)運行效率，對該1#燒結(jié)3#環(huán)冷風(fēng)機進行節(jié)能改造，勢在必行。

2 永磁調(diào)速的原理及特點

永磁傳動技術(shù)是利用磁力驅(qū)動負載工作，實現(xiàn)了電機與負載之間非接觸的扭力傳遞。電機驅(qū)動的主動轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，在從動轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場中切割磁力線，從而產(chǎn)生感應(yīng)磁場，通過磁場之間相互作用力，驅(qū)動負載工作，實現(xiàn)扭力的傳遞。主動轉(zhuǎn)子與從動轉(zhuǎn)子之間的氣隙越小，永磁傳動傳遞的扭力越大，負載轉(zhuǎn)速越高；氣隙越大，永磁傳動傳遞的扭力越小，負載轉(zhuǎn)速越低。通過調(diào)整氣隙的大小，可實現(xiàn)對負載的無級調(diào)速。

永磁傳動技術(shù)的優(yōu)點：安全、可靠、故障率低，維護少、安裝簡單，對心方便、隔離并降低振動，實現(xiàn)電機緩沖啟動、過載或堵轉(zhuǎn)保護，無級調(diào)速，高效節(jié)能，無諧波和環(huán)境污染。

3 改造方案

（1）在環(huán)冷機排礦位置安裝在線紅外測溫儀，實時監(jiān)控環(huán)冷機排礦溫度，為調(diào)節(jié)環(huán)冷風(fēng)機運行作參考。

（2）采用磁力耦合器調(diào)速：對3#環(huán)冷風(fēng)機進行磁力耦合調(diào)速改造，增加1套配套的永磁渦流柔性傳動系統(tǒng)對風(fēng)機實現(xiàn)調(diào)速，仍根據(jù)環(huán)冷排礦溫度實時的測量值，對轉(zhuǎn)速實時調(diào)解，以達到節(jié)約電能的目的。節(jié)電率與采用高壓變頻器相當(dāng)，均為30%左右。

永磁渦流柔性調(diào)速裝置采用美國MagnaDrive公司提供的永磁渦流柔性調(diào)速裝置。該設(shè)備是通過導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間的氣隙，來實現(xiàn)電動機到負載的轉(zhuǎn)矩傳輸，采用該設(shè)備可以實現(xiàn)電動機和負載完全沒有機械連接，通過永磁轉(zhuǎn)子和另一端導(dǎo)體轉(zhuǎn)子相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，同時通過智能電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)氣隙大小來實現(xiàn)電機和負載之間的轉(zhuǎn)矩控制，從而實現(xiàn)負載的速度調(diào)節(jié)。

電機旋轉(zhuǎn)時帶動導(dǎo)磁盤在裝有強力稀土磁鐵的磁盤所產(chǎn)生的強磁場中切割磁力線，因而在導(dǎo)磁盤中產(chǎn)生渦電流,該渦電流在導(dǎo)磁盤上產(chǎn)生反感磁場，拉動導(dǎo)磁盤與磁盤的相對運動，從而實現(xiàn)了電機與負載之間的轉(zhuǎn)矩傳輸。

4 改造前后耗電量對比分析及效益計算

4.1 耗電量對比

運行7個月的后，永磁調(diào)速裝置運行以來一直較為穩(wěn)定，速度調(diào)節(jié)平滑，完全滿足工藝調(diào)整的需求。為便于節(jié)能效果的驗證，在3#環(huán)冷風(fēng)機上安裝了計量電表，開始每天對用電量進行統(tǒng)計，安裝前后每班平均電量數(shù)據(jù)情況如下：

從表中可以看出，未改造的5月份每班平均耗電量為3776 KWh，改造完成后5個月（6月份至10月份）每班的平均耗電量為3011KWh，5個月的節(jié)電量為：（3776-3011）×2×30×5=229500KWh。

表1 永磁調(diào)速改造前后耗電量對比

4.2 效益核算

（1）根據(jù)實際情況，6～9月份環(huán)境溫度相對較高,因此永磁調(diào)速的調(diào)節(jié)空間相對較小,節(jié)電率相應(yīng)也會降低，受工藝和環(huán)境溫度的影響節(jié)電空間大的時間段主要在當(dāng)年的11月份至次年的5月份之間，按此測算預(yù)計全年可節(jié)約電費應(yīng)在38萬元以上。

全年調(diào)速運行計算，改造后節(jié)電率30%左右，電費按0.7元/KWh，則全年3#環(huán)冷風(fēng)機節(jié)約電費為：改造后3#環(huán)冷風(fēng)機每小時節(jié)電量：（3776-3011）/12=63.75KWh/h；調(diào)速運行12個月節(jié)約電量：63.75×360×24=550800KWh；調(diào)速運行12個月節(jié)約電費：550800×0.7=385560元。

（2）降低維修費用：從目前磁力耦合器調(diào)速系統(tǒng)運行及行業(yè)經(jīng)驗來看，磁力耦合器裝置壽命約計20年，每年的備件需求幾乎為零，維護費較低。

（3）間接效益：減少維修人員、操作人員的工作量。

5 結(jié)語

永磁驅(qū)動技術(shù)是近年來國際上開發(fā)的一項突破性新技術(shù)，是專門針對風(fēng)機、泵類離心負載調(diào)速節(jié)能的適用技術(shù)。它具有高效節(jié)能，高可靠性，無剛性連接傳遞轉(zhuǎn)矩，可在惡劣環(huán)境下應(yīng)用，極大減少整體系統(tǒng)振動，減少系統(tǒng)維護和延長系統(tǒng)使用壽命等特點。尤其是其不產(chǎn)生高次諧波且低速下不造成電動機發(fā)熱的優(yōu)良調(diào)速特性，更使其成為風(fēng)機及泵類設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造的優(yōu)選之一。永磁調(diào)速的成功應(yīng)用可以部分替代高壓變頻器的調(diào)速節(jié)能效果，其較好的節(jié)能減排效果，在多行業(yè)均具有較好的應(yīng)用前景和推廣價值。

[1]趙克中.磁力驅(qū)動技術(shù)與設(shè)備.北京:機械工業(yè)出版社，2012.

[2]耿華，許德偉，吳斌，等.永磁直驅(qū)變頻風(fēng)電系統(tǒng)的控制及穩(wěn)定性分析[J].中國電機工程學(xué)報,2009.

[3]尚玉英.永磁調(diào)速技術(shù)[J].上海市電機系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)匯編，2010.

[4]楊淑英，張興，張崇巍，等.永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機無速度傳感器驅(qū)動控制[J].電力系統(tǒng)自動化，2011.

診斷噴油器堵塞，可首先采用逐缸斷油法找出故障部位，然后按下述步驟進行檢查：檢查與噴油器相連的線路是否有故障→檢查供油管路是否堵塞→檢查噴油器進油口是否堵塞→檢查電磁線圈是否斷路→檢查噴孔是否堵塞→將12V電源電壓接到噴油器接線座一端，把另一端反復(fù)與機體時斷時接，用手感覺是否有輕微的振動感和“咔……咔……”的微噴聲。

Transmission Speed Permanent Magnet Technology in Air Cooler Rring Sintering

TANG Zhenzhen,WANG Fei
（Special Steel Group Co.,Ltd.Shandong Stone Cross,Tai'an 271612）

The permanent control technology energy-saving with its remarkable effects, little maintenance task, is suitable for badenvironment. It has more advantages than high-voltage inverter. Usingthe transformation speed control device on a sintered permanent magnetring chillers, it can achieve the optimum power conservation purposes.

speed permanent magnet ring chillers,energy,life速下降，則在沒有外漏情況下，可能是油壓調(diào)節(jié)器或噴油器泄漏，為了判斷是哪一個泄漏，可夾緊回油管，再增加油壓，如果壓力能保持住，則說明油壓調(diào)節(jié)器泄漏，如果壓力再次下降，則說明噴油器閉合不嚴(yán)，為此要取下每個氣缸的火花塞，看點火端是否有汽油，以確定哪個噴油器關(guān)閉不嚴(yán)。