冶金企業(yè)高壓電機的節(jié)能調速裝置分析

李一多

（萊蕪鋼鐵集團有限公司設備檢修中心，山東 萊蕪 271104）

冶金企業(yè)作為重工業(yè)自身存在一定污染性，同時需消耗極多電力資源，因此冶金企業(yè)需秉持與時俱進發(fā)展理念，從經濟建設實況出發(fā)，關注節(jié)能優(yōu)化建設，降低能耗，減輕冶金業(yè)發(fā)展對環(huán)境所帶來的壓力，使企業(yè)建設與發(fā)展更富成效。冶金企業(yè)建設發(fā)展過程中，存在高壓電機異常耗能問題，阻滯企業(yè)朝著節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展，為使冶金企業(yè)良性發(fā)展，分析其高壓電機節(jié)能調速裝置顯得尤為重要。

1 冶金企業(yè)高壓電機節(jié)能調速裝置探析背景

高壓電機在冶金企業(yè)中消耗極多電能，水泵及離心式風機作為高壓電機主要負責帶動的裝備設備，其運行成效直接關乎企業(yè)生產經營穩(wěn)定性，為此高壓電機需在冶金企業(yè)承建之初，依據(jù)企業(yè)發(fā)展目標及負荷情況科學選擇高壓電機。然而，在當今機械制造市場上，供應商所提供的風機及水泵多為低負荷型設備，以30%～60%為標準設置額定功率。為使冶金企業(yè)得以穩(wěn)健發(fā)展，降低高壓電機能耗勢在必行，冶金企業(yè)需迎合時代發(fā)展，思考降低成本、節(jié)約能耗方略，科學使用節(jié)能調速技術，使其符合機械調速及電氣調速需求，實現(xiàn)節(jié)能調速目的。

2 分析冶金企業(yè)高壓電機節(jié)能調速裝置

2.1 液力耦合器

液力耦合器主要應用負載與電機之間，且由主軸、渦輪、泵輪及外殼等元件構成，在該裝置啟動后，輸出軸會在液力耦合器內帶動泵輪，在泵輪運轉過程中，液力耦合器內液體會不斷加速，在加速過程中渦輪隨之開始運動，渦輪運動過程中產生的動能由輸出軸傳出，并由負載處接收，繼而達到調速目的。其中，液力耦合器內液體是動能控制主要因素，為此需通過電動執(zhí)行機構對其數(shù)量予以調控，達到負載轉速調節(jié)目的，使節(jié)能降耗成效得以提升。

2.2 變頻器

為使冶金企業(yè)高壓得以穩(wěn)定運行，實現(xiàn)節(jié)能調速，冶金企業(yè)會在電機與電機電源二者之間加置變頻器，這個變頻裝置可幫助企業(yè)達到節(jié)能降耗目的。半導體結構是變頻器良性運行與科學利用關鍵元件，通過改變電通斷頻率，在降低能耗同時，達到提高冶金企業(yè)內生產效率目的，降低電機運動功率，隨之降低轉速。變頻器可依據(jù)冶金企業(yè)日常生產運行需求，轉化頻率并向相關生產體系高效輸出電流，然而介于冶金企業(yè)內部元器件線路較為復雜，頻率交流輸出路徑存在無法承擔變頻輸出電流量現(xiàn)象，導致交流變頻及相關變頻器僅能用于低轉速設備，調頻范圍窄這一問題影響，使變頻器應用推廣受到局限。為使變頻器得以有效應用，技術人員在原有變頻交互形式基礎上，研究出直流、交流相互交互方式，使直流電通過濾波可直接變?yōu)榻涣麟?，供冶金企業(yè)生產運營所用，具有精度高、范圍廣優(yōu)勢，滿足冶金企業(yè)高壓電機節(jié)能調速客觀需求。

2.3 永磁調速器

永磁調速器由鋁、銅等導體材料、釹鐵硼等金屬氧化物構成，該裝置通過調節(jié)高磁能積產生扭矩，通過扭矩變化實現(xiàn)運轉。永磁調速器通常應用在負載與電機二者之間，該裝置在運行期間會激發(fā)釹鐵硼材料自身永久磁場，在該磁場加持下，電機輸出軸及相關元件會展開穩(wěn)定運轉，這時負載側會收到電機側傳來的扭矩，在扭矩帶動下進行運轉，實現(xiàn)高壓電機節(jié)能調速目的。其中。釹鐵硼永久磁場間隙轉變需在電動結構調節(jié)下改變間隙，用改變的間隙調節(jié)磁場結構及強弱，用以滿足冶金企業(yè)高壓電機運行需求，提升節(jié)能調速綜合成效。

3 比較冶金企業(yè)高壓電機節(jié)能調速裝置應用實況

通過對冶金企業(yè)高壓電機節(jié)能調速裝置研究背景進行分析可知，冶金企業(yè)在新時期發(fā)展需注重節(jié)能降耗，為此調速裝置在冶金企業(yè)內科學應用是趨勢，符合對重工業(yè)經濟建設良性發(fā)展客觀需求。為使高壓電機節(jié)能調速器配置更為科學合理，比對各節(jié)能調速裝置應用實況顯得尤為重要。

3.1 比較冶金企業(yè)高壓電機節(jié)能調速裝置應用背景

為使冶金企業(yè)高壓電機節(jié)能調速裝置應用比較更富成效，需設定研究背景，使比較更富針對性、科學性、有效性，為此以離心式水泵這種在冶金企業(yè)內部出現(xiàn)頻率極高的裝置為例進行系統(tǒng)分析，比較對象為液力耦合器、變頻器及水刺調速器，比較目的是通過分析明晰節(jié)能調速裝置應用價值。某有色金屬冶煉企業(yè)，每年約生產16萬噸電解鋅，13萬噸電解鉛，日常運行極為穩(wěn)定，表明高壓節(jié)能調速裝置在該企業(yè)內同樣得到穩(wěn)定應用，不會受到企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略調整等因素影響，出現(xiàn)高壓電機運行不穩(wěn)定消極現(xiàn)象，為保障比較分析結論科學性奠定基礎。

3.2 分析冶金企業(yè)高壓電機節(jié)能調速裝置參數(shù)

冷卻循環(huán)水泵車間分別設置在生產線內，以4臺離心式循環(huán)水泵為標準，配置砸車間內，為保障冶金企業(yè)內部冷卻循環(huán)水泵車間可良性運行，4臺設備內有1臺為備用裝置，其余3臺用于生產運行，用YKK560S-6型號電機為驅動電機，450kW為該電機額定功率，10000V為額定電壓，以991r/min為標準控制奠基轉速，以44m為基準配套水泵揚程，2476m3/h誒額定電流，每個車間內裝置參數(shù)卑配置標準基本相同，均以5880～6000m3/h為標準保持供水量常年穩(wěn)定。

3.3 分析高壓電機節(jié)能調速裝置

液力耦合器為某有色金屬冶金企業(yè)電機原配裝置，經改造后安置進口高壓變頻器，通常情況下以38Hz為標準穩(wěn)定運行，在使用3～5年間該設備因企業(yè)生產線金屬顆粒及腐蝕氣體無法穩(wěn)定運行，為節(jié)約生產成本，避免企業(yè)生產線因頻繁維護高壓電機節(jié)能裝置而耽誤生產，最終將其拆除，取而代之的是一臺永磁節(jié)能調速器（450kW），轉速為750～760r/min，經使用后該有色金屬冶金企業(yè)得出如表1所示高壓電機節(jié)能調速裝置分析比對表。

通過對表1進行分析可知，高壓變壓器維護成最高，液力耦合器維護成本最低，在穩(wěn)定運行時長內，消耗電能最高者為高壓變頻器，永磁調速器電力消耗量最低，表1內高壓電機節(jié)能調速裝置均具有節(jié)能降耗作用，其中屬永磁調速器節(jié)能效果最佳，然而該裝置在使用過程中存在泵水流量最少現(xiàn)象。由此可見，各類高壓電機節(jié)能調速裝置具有不同應用優(yōu)質，冶金企業(yè)需從自身發(fā)展實際需求著手，科學選擇電機節(jié)能調速裝置，使其與企業(yè)生產發(fā)展客觀需求保持同步，期許企業(yè)在節(jié)約能耗同時，可保障冶金企業(yè)穩(wěn)定運行，保障各個生產體系及營運環(huán)節(jié)，均可達成生產目標。

4 結語

綜上所述，冶金企業(yè)，存在一定環(huán)境污染及資源浪費現(xiàn)象，在當今企業(yè)轉型及生態(tài)保護大背景下，冶金企業(yè)若想得到穩(wěn)健發(fā)展，作出有效調整，實現(xiàn)節(jié)能降耗生產目標，需明晰高壓電機節(jié)能調速裝置配置意義，分析液力耦合器、變頻器及永磁調速器，從實踐出發(fā)分析這三種節(jié)能調速裝置應用實況，引導企業(yè)有效選配節(jié)能調速裝置，為推動冶金企業(yè)朝著節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展奠定基礎。