磁力調(diào)速器在水泥廠風(fēng)機(jī)節(jié)能應(yīng)用

  水泥工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生產(chǎn)建設(shè)和人民生活不可缺少的基礎(chǔ)原材料工業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水泥產(chǎn)業(yè)已達(dá)到相當(dāng)大的規(guī)模。伴隨著新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用。工藝系統(tǒng)需要大量的風(fēng)機(jī)設(shè)備，用于系統(tǒng)通風(fēng)換熱的風(fēng)機(jī)包括：原料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)（輥式磨，球磨），廢氣處理排風(fēng)機(jī)，窯尾高溫風(fēng)機(jī)，篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)，冷卻機(jī)排風(fēng)機(jī)，煤磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)，水泥磨輥壓機(jī)系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)，水泥磨通風(fēng)風(fēng)機(jī)及選粉風(fēng)機(jī)等。 這些風(fēng)機(jī)都需要隨工況條件和產(chǎn)量的變化，調(diào)整風(fēng)量、風(fēng)壓。這些大型風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電耗占成本30%，水泥生產(chǎn)企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，企業(yè)最關(guān)鍵還是壓縮制造成本，因此，選擇合理的調(diào)速方式既滿足不同工況條件下的生產(chǎn), 降低系統(tǒng)風(fēng)機(jī)所消耗的電能，對(duì)降低水泥成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益將起到重要作用。本文介紹的磁力調(diào)速器應(yīng)用在水泥風(fēng)機(jī)調(diào)速上是解決這些問(wèn)題做好方法。

  一、水泥廠中風(fēng)機(jī)能耗現(xiàn)狀

  水泥廠風(fēng)機(jī)的選型點(diǎn)都是按照滿負(fù)荷狀態(tài)設(shè)計(jì)的，實(shí)際生產(chǎn)中受多種復(fù)雜因素的影響，與設(shè)計(jì)的工作狀態(tài)有很大的偏離，風(fēng)機(jī)經(jīng)常在低于設(shè)計(jì)的滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。 風(fēng)機(jī)為滿足滿負(fù)荷狀態(tài)，在選型時(shí)都附加一定的風(fēng)量、風(fēng)壓儲(chǔ)備，若按風(fēng)量?jī)?chǔ)備10%，風(fēng)壓儲(chǔ)備15%，則功率有26.5%的儲(chǔ)備，人為增大了電機(jī)的功率儲(chǔ)備。 系統(tǒng)采用袋收塵器的風(fēng)機(jī)，新袋子與換袋之前的濾袋阻力相差約1/3，相當(dāng)于400~500Pa，而風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型是按照濾袋的最大阻力來(lái)考慮的,因此從投產(chǎn)初期開(kāi)始相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),風(fēng)機(jī)經(jīng)常在低阻力下運(yùn)行,此點(diǎn)在生產(chǎn)過(guò)程中體現(xiàn)的很明顯，對(duì)風(fēng)機(jī)功率影響約20%。原料磨、煤磨開(kāi)停對(duì)窯頭、窯尾收塵器風(fēng)機(jī)風(fēng)量均有影響，特別是近年來(lái)余熱發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)停對(duì)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓都會(huì)產(chǎn)生影響。 受以上各種因素的影響。選擇一種行之有效的調(diào)節(jié)性能方法是水泥廠滿足工藝的必然要求。

  二、目前水泥廠風(fēng)機(jī)傳統(tǒng)性能調(diào)整方式

  調(diào)節(jié)門節(jié)流法是目前水泥廠中最常用傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)入口閥門開(kāi)度的大小來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量。但該方法存在人為增加風(fēng)阻、風(fēng)機(jī)效率低、損耗嚴(yán)重等缺點(diǎn)。進(jìn)口閥門開(kāi)度的改變，使風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的工作點(diǎn)偏移，效率降低。

  液力偶合器調(diào)速是在電機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，通過(guò)改變液力偶合器工作室內(nèi)液面的高度，改變液力偶合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩和輸出軸的轉(zhuǎn)速，使電機(jī)和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不一致，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。但在調(diào)節(jié)過(guò)程中要產(chǎn)生功率及機(jī)械等損耗，電機(jī)輸出端轉(zhuǎn)速不變，因此所需功率不變，只能達(dá)到調(diào)速目的不能實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

  電機(jī)變頻調(diào)速是通過(guò)改變電源的頻率和轉(zhuǎn)差率達(dá)到調(diào)速目的，電機(jī)變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)變換，對(duì)風(fēng)機(jī)的流量可調(diào)性好。這種方法既可調(diào)速也起到節(jié)能作用，當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛。變頻器國(guó)外產(chǎn)品較為穩(wěn)定，但價(jià)格高。國(guó)內(nèi)變頻器質(zhì)量參差不齊，變頻器電器元件較多，特別是處理芯片升級(jí)換代快，易老化出現(xiàn)故障。需要備品備件，排查故障還需要專業(yè)的維修人員。因此變頻器的壽命一般為5-10年。變頻器價(jià)格貴，體積大，對(duì)于運(yùn)行環(huán)境要求高，特別是對(duì)于中高壓變頻器，需要專門的空調(diào)房間。采用變頻器通常需要采用專用變頻電動(dòng)機(jī)。

  三、最具節(jié)能優(yōu)勢(shì)的磁力調(diào)速器原理

  磁力調(diào)速技術(shù)是21世紀(jì)初誕生與發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，技術(shù)起源于美國(guó)。原理是遵循磁感應(yīng)基本定律即:“楞次定律”。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)導(dǎo)體盤旋轉(zhuǎn)時(shí)與安裝在負(fù)載端的永磁盤產(chǎn)生切割磁力線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而在導(dǎo)體盤中產(chǎn)生渦流，該渦流在導(dǎo)體盤周圍生成反感磁場(chǎng)，從而帶動(dòng)永磁盤旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)能量的空中傳遞。磁力調(diào)速遵循這些定律的基礎(chǔ)上，再結(jié)合稀土永磁技術(shù)、傳動(dòng)新技術(shù)及高精度裝備制造技術(shù)的應(yīng)用而研發(fā)產(chǎn)生的。

  鞍山明德科技有限公司開(kāi)發(fā)的磁力聯(lián)軸器是利用磁力驅(qū)動(dòng)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)電機(jī)與負(fù)載之間非接觸的扭力傳遞。電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，在從動(dòng)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)中切割磁力線，從而產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，通過(guò)磁場(chǎng)之間相互作用力，驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作，實(shí)現(xiàn)扭力的傳遞。主動(dòng)轉(zhuǎn)子與從動(dòng)轉(zhuǎn)子之間的氣隙越小，永磁傳動(dòng)傳遞的扭力越大，負(fù)載轉(zhuǎn)速越高；氣隙越大，永磁傳動(dòng)傳遞的扭力越小，負(fù)載轉(zhuǎn)速越低。在電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速不變的情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)氣隙來(lái)改變輸出轉(zhuǎn)速，可根據(jù)需要對(duì)負(fù)載實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。節(jié)省功率達(dá)到節(jié)能目的。

  四、采用磁力調(diào)速風(fēng)機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

  磁力調(diào)速器是一種較新的機(jī)械節(jié)能調(diào)速裝置，應(yīng)用于水泥廠離心風(fēng)機(jī)調(diào)速及節(jié)能改造，將是水泥廠節(jié)能降耗一次巨大飛躍，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

  （1）高效節(jié)能：采用磁力調(diào)速風(fēng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)電機(jī)在0~98%范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速。風(fēng)機(jī)性能變化遵循的相似定侓：Q1/Q2=(n1/n2)、H1/H2=(n1/n2)²、T1/T2=(n1/n2)²、P=T*n電機(jī)的輸出扭矩等于負(fù)載扭矩， P1/P2=(n1/n2)³通過(guò)設(shè)備的調(diào)速方式來(lái)節(jié)省功率，一般節(jié)電率可達(dá)10%-60%。例如：當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到80%時(shí)，流量減少到80%，而軸功率卻下降到額定功率的（80%）³=51.2%，因而，通過(guò)改變轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量其節(jié)能效果是顯著的，一般節(jié)能率達(dá)到20%以上。

  （2）簡(jiǎn)單可靠、維護(hù)少、占地小。性能可靠、使用壽命長(zhǎng)，基本是免維護(hù)的。設(shè)計(jì)壽命達(dá)25-30年。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，較電子類設(shè)備故障率低，安裝時(shí)，只需改變電機(jī)和負(fù)載的相對(duì)位置，用磁力調(diào)速器替換原來(lái)的聯(lián)軸器即可，安裝時(shí)不需要激光校準(zhǔn)軸，允許1mm以內(nèi)的對(duì)中誤差，不會(huì)產(chǎn)生附加載荷?？蛇m應(yīng)軸向竄動(dòng)量達(dá)10mm的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。

  （3）隔振。降低了剛性聯(lián)軸器的振動(dòng)放大傳遞。磁力調(diào)速器取代了原來(lái)的剛性聯(lián)軸器，使電機(jī)和負(fù)載沒(méi)有機(jī)械聯(lián)接，風(fēng)機(jī)的振動(dòng)與電機(jī)側(cè)震動(dòng)不會(huì)相互傳遞。同時(shí)也消除了振動(dòng)在傳遞過(guò)程中的放大效應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。

  （4）磁力調(diào)速器是一個(gè)純機(jī)械的產(chǎn)品，性能穩(wěn)定不需用電，能夠適應(yīng)各種惡劣工況：采用負(fù)載滑差調(diào)速技術(shù)。電網(wǎng)電壓不影響原系統(tǒng)的可靠性。對(duì)于電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，諧波含量較高，易燃、易爆，潮濕，粉塵含量高，高溫、低溫等場(chǎng)所；對(duì)環(huán)境也不會(huì)不產(chǎn)生任何污染物。

  （5）總成本最低，加裝磁力聯(lián)軸器、調(diào)速器的磁力調(diào)速節(jié)能風(fēng)機(jī)，節(jié)電明顯，投資回收快，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有易損件，無(wú)電器元件損耗老化，降低設(shè)備維修費(fèi)用。非接觸傳動(dòng)，控制過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。使用壽命達(dá)25年，相當(dāng)于6臺(tái)變頻器使用壽命。

  （5）應(yīng)用范圍廣應(yīng)用磁力調(diào)速節(jié)能風(fēng)機(jī)配套磁力調(diào)速器，適用轉(zhuǎn)速范圍：750～3000r/min、功率：4.0～3000KW、轉(zhuǎn)矩：40～24650N·m 、調(diào)速：0～99%、效率：96～99%、滑差：1～4%、安裝精度：< 3 mm。

  磁力調(diào)速技術(shù)應(yīng)用以來(lái)，從調(diào)節(jié)門節(jié)流法、液力耦合技術(shù)、電力變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)到磁力傳動(dòng)技術(shù)都是具有動(dòng)力傳動(dòng)歷史上劃時(shí)代的創(chuàng)新性技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)的一次革命，尤其是磁力傳動(dòng)技術(shù)是目前能夠達(dá)到安全可靠與節(jié)能降耗雙重指標(biāo)的一項(xiàng)新興技術(shù)與理想替代的綠色產(chǎn)品。中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部分別下發(fā)文件，重點(diǎn)推廣先進(jìn)技術(shù)磁力聯(lián)軸器、調(diào)速器產(chǎn)品用于電機(jī)節(jié)能。鞍山明德科技有限公司在具有生產(chǎn)風(fēng)機(jī)悠久歷史的老廠組建而成，有雄厚的高端風(fēng)機(jī)技術(shù)實(shí)力。公司將風(fēng)機(jī)與磁力傳動(dòng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，以生產(chǎn)研發(fā)磁力調(diào)速風(fēng)機(jī)產(chǎn)品為主導(dǎo)，自主生產(chǎn)的磁力調(diào)速器是取代變頻調(diào)速理想產(chǎn)品，目前已經(jīng)大量應(yīng)用于各領(lǐng)域采用。取得了較好的節(jié)能降耗效果和社會(huì)效益。