磁力耦合技术在炼油厂污水泵上的应用

王朋

(大庆石化公司炼油厂,黑龙江大庆 163711)

磁力耦合技术在炼油厂污水泵上的应用

王朋

(大庆石化公司炼油厂,黑龙江大庆 163711)

大庆石化公司炼油厂供水车间第二循环水场13#污水泵，是石家庄污水泵厂生产的4PW型污水泵，负责将生产装置的污水输送至污水车间，进一步处理。此泵的设计排量为160m3/h，近年来由于装置节能减排，在年度7500小时的运行时间里流量都在50～80t/h，泵出口调节阀的开度只有20%，由于出口阀长期处于低开度，憋压运行，造成设备长期运行振动偏高，密封泄漏频繁，维修费用较高；始终无法处在优良状态下运行。造成该泵效率较低，造成大量的电能浪费。

磁力耦合 污水泵 传动 节能

为了解决污水系统流量与污水泵实际流量不匹配问题，工程技术人员提出了几种解决方案，一、更换污水泵。二、采用变频调速技术。三、采用采用磁力偶合技术。如果采用方案一，虽然能解决问题。但是，由于系统是含油污水，属于易燃易爆介质，又无法停工，施工难度极大，风险不可接受。如果采用方案二，除了一次性投资较大之外，在系统低液位时，泵无法开起，存在操作缺陷。因此选择磁力偶合技术解决污水泵流量不匹配问题。

1 磁力耦合工作原理

磁力耦合驱动技术是近年来新的技术，美国在1999年获得了突破性的进展。驱动方式解决了旋转负载系统的轴心对中、软启动、减振、调速、及过载保护等问题，并且使磁力驱动的传动效率大大提高，可达到98.5%。该技术现已在各行各业获得了广泛的应用并且对传统的传动技术带来了崭新的概念，在传动领域引起一场新的革命。 磁力耦合调速驱动是通过导磁体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的扭矩传输。该技术实现了电动机和负载侧没有机械联接。其工作原理是一端稀有金属氧化物硼铁钕永磁体和另一端感应磁场相互作用产生扭矩。

2 磁力耦合调速原理

通过调节永磁体和导磁体之间的气隙就可以控制传递的扭矩，从而实现负载速度调节。磁力耦合调速驱动器主要由铜转子、永磁转子和控制器三部分组成。铜转子固定在电动机轴上，永磁转子固定在负载转轴上，铜转子和永磁转子之间有间隙（称为气隙）。这样电动机和负载由原来的机械联接转变为磁联接，通过调节永磁体和导磁体之间的气隙就可实现负载轴上的输出扭矩变化，从而实现负载转速变化。由上面的分析可以知道，通过调整气隙可以获得可调整的、可控制的、可重复的负载转速。

表1

3 磁力耦合节能原理

磁感应是通过磁体和导体之间的相对运动产生。也就是说，磁力耦合调速驱动器的输出转速始终都比输入转速小，转速差称为滑差。通常在电动机满转时，大功率调速型磁力耦合器的滑差在1%-4%之间。输入扭矩总是等于输出扭矩，因此电动机只需要产生负载所需要的扭矩。传输能量和控制速度的能力不受电动机轴和负载轴之间由于安装未对准原因而产生的小角度或者小偏移的影响，排除了未对准而产生的振动问题。由于没有机械联接，即使电动机本身引起的振动也不会引起负载振动，使整个系统的振动问题得到有效降低。

4 系统控制

控制器通过处理各种信号实现对负载调速，包括压力、流量、位移等其他过程控制信号。可以方便地对现有设备进行改造，不需要对现有电动机和供电电源进行任何改动。安装以后，对整个系统不产生电磁干扰。在大多数情况下，关闭或者拆除现有的过程控制硬件设备即可。

5 结语

现将该泵使用磁力偶合联轴器与原工况进行对比(表1)。

通过对比得出以下结论:(1)总成本最低。(2)维护工作量小，几乎为免维护产品，维护费用极低。(3)允许较大的安装对中误差，大大简化了安装调试过程。(4)过载保护功能。(5)提高了整个电机驱动系统的可靠性，完全消除了系统因过载而导致的损害。(6)带缓冲的软启动。(7)节能效果显著。

王朋,大庆石化公司炼油厂供水车间技术负责人。