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永磁调速技术在余热回收系统中的应用及节能分

发布时间:2020-08-01 14:11

  北极星环保网讯永磁调速技术是电动机调速节能技术。文中主要介绍永磁调速技术的原理以及在天津石化炼油部2#常减压装置加热炉余热回收系统鼓、引风机中采用永磁调速技术进行变转速调节,实现永磁调速的方式替代调节烟道挡板的方式,达到节约电能的目的。

  在炼油行业中,风机是耗能大户,其中在常减压装置中,鼓风机和引风机作为加热炉余热回收系统中强制通风的动力设备,长期工作在额定转速下,消耗大量的电能。采用永磁调速技术,进行变转速调节,具有较大的节能空间和很好的经济效益。

  永磁调速的工作原理和电动机的工作原理是相同的,导体盘相当于电动机转子;磁体盘相当于电动机定子。当定子通入对称电压时,在空间产生逆时针的旋转磁场,转子在旋转磁场作用下,产生感应电动势或电流,形成转子磁场。两种磁场相互作用,产生电磁转矩。当两者有相对运动,旋转的磁体盘提供旋转磁场,导体盘在旋转磁场作用下,产生感应涡电流,进而在铜导体上产生感应磁场,导体盘感应磁场与磁体盘永久磁铁磁场相互作用,而产生扭距。越靠近时磁力线密度越密集,产生效应越强,扭距越大(间隙越小,扭矩越大);相对运动越快,效应越强,产生扭距越大(转差越大,扭距越大);相对运动越大,两者感应同极磁场越强,产生互相排斥的力量(磁悬浮效应)。

  我们将永磁调速器替代电机和风机之间的联轴器,安装在电机转轴的输出端和风机的动力输入端之间,通过改变永磁调速器上的磁体间隙来改变风机的转速,实现对风机流量的连续控制。由于风机的功率与转速的3次方成正比,因此,在电动机转速不变的情况下,调节风机的转速下降时,其输出的流量成比例的减少,电动机的功率急剧下降,减少了能源的需求,从而大量节约电能。

  天津石化炼油部2#常减压装置的余热回收系统采用鼓、引风机强制通风,如图1示,整个流程为:空气通过鼓风机,经过空气预热器送至加热炉,加热炉的烟气通过引风机,经过空气预热器抽出送至烟囱排出。高温烟气与低温空气在空气预热器里进行热交换。鼓风机和引风机长期工作在额定转速下,当加热炉系统操作需要调节时,就依靠调节挡板来达到目的。由于采用挡板调节,大部分的能量都是消耗在挡板上了,且挡板的开度越小则耗能就更多。鼓风机和引风机的实际运行效率并不高。其主要原因之一是风机的调速性能差,其二是运行点偏离风机的最高效率点。因为在设计的过程中,很难准确地计算出现场操作实际用风量的多少,并考虑到长期运行过程中可能发生的各种问题,通常总是把系统的最大风量和风压作为选择风机型号的设计值。而风机的型号和系列是有限的,往往选不到合适的型号时,就往大型号上靠,所以采用风门调节风量的风机,损失不可避免。系统长时间运行,不仅造成大量的能量损失,还容易导致设备损坏。

  针对现场情况,采用永磁调速技术进行变速调节,其效率最高,因为风量随转速的一次方下降,而其轴功率则按转速的三次方规律下降,因此通过永磁调速方式调节替代挡板调节方式可以节省大量电能。

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