永磁调速在潮州电厂工业废水处理系统的应用

黄南军

摘 要：永磁调速是电动机调速节能的新技术。文章主要介绍永磁调速的原理及在广东大唐国际潮州发电有限责任公司工业废水处理系统的应用。#2最终中和池输送泵采用永磁调速改造后，投入运行调节稳定，节能效果显著。

关键词：输送泵；永磁调速；改造；节能

Abstract： Permanent magnet motor speed is the speed regulation and energy saving new technology. This paper mainly introduces the principle of the permanent magnet speed and application in GuangDong DaTang ChaoZhou power generation CO.，LTD of industrial wastewater treatment system. #2 finally neutralization pool pump adopts the permanent magnet speed after the transformation，running stable regulation， the effect of energy saving is remarkable.

Keywords：pump； permanent magnetic speed； transformation； energy saving

前言

廣东大唐国际潮州发电有限责任公司有两套工业废水处理系统，主要通过pH值调节、混凝、澄清、过滤等处理工艺得到合格的回用水，通过四台工频最终中和池输送泵输送至一、二期脱硫工艺水箱，用于脱硫系统补水。由于废水处理系统工作环境恶劣，最终中和池输送泵与电机之间采用刚性联轴器连接，且水泵全速运行为2900r/min，运行中速度高、压力大，经常发生振动超标，密封环、轴承磨损，水泵漏水、进气等情况，每次故障检修均需更换大量部件，造成维护成本与维护工作量的增加。而永磁调速具有高效节能、简单可靠、震动噪音小、无谐波、占地面积小、零维护、可在恶劣环境使用等诸多优点，在调速领域有很高的发展前景。因此潮州电厂将#2最终中和池输送泵进行永磁调速改造，待改造效果良好、效益可观后，逐步将永磁调速技术运用到凝结水泵、闭冷泵、引风机、送风机等6KV重要辅机设备上。

1 永磁调速器的结构和原理

永磁调速技术的主要设备是永磁调速器，永磁调速器主要由导体转子、永磁转子和调节器组成，见图1。永磁转子在导体转子内，其间由空气隙分开。导体转子与电机端联结，与电机一起转动。永磁转子与负载体联结，与负载一起转动。调节器调节永磁转子与导体转子在轴线水平方向的相对位置，以改变导体转子与永磁转子之间相互作用的面积，实现改变导体转子与永磁转子之间传递转矩的大小。

永磁调速的工作原理是：当导体转子转动时，导体转子与永磁转子产生相对运动，永磁场在导体转子上产生涡流，同时涡流又产生感应磁场与永磁场相互作用，从而带动永磁转子沿与导体转子相同的方向转动，结果是将输入轴的转矩传递到输出轴上；输出转矩的大小与相互作用的面积相关，作用面积越大，扭矩越大，反之亦然。永磁转子在调节器作用下，沿轴向往返移动时，永磁转子与导体转子之间的相互作用面积发生变化。作用面积大，传递的扭矩大，转速高；作用面积小，传递的扭矩小，转速低；永磁转子与导体转子完全脱开，作用面积为零，永磁转子转速为零，即负载转速为零。

2 永磁调速改造

广东大唐国际潮州发电有限责任公司工业废水处理系统最终中和池有4台最终中和池输送泵，其中#1、2最终中和池输送泵参数为：Q=200m3/h，H=50m，n=2900r/min，N（配备）=45KW；电机参数为：U=380V，I=82.0A，n=2970r/min，N=45KW。本次将#2最终中和池输送泵进行永磁调速改造，采用现场原有的电机并保持原有启停回路不变，采用现场原有的水泵。由于永磁调速器需要安装在电动机与泵之间，为了安装永磁调速器，需先将电动机与泵拆开，将电动机向后移动以留出永磁调速器的位置，需对设备基础进行改造。基础改造：电机要向后移动460mm，进行电机的基础改造，将电机基础往后延伸500mm。同时将电机刚性支座开长孔，四周焊接微调螺栓。另外做好永磁调速器刚性支撑的安装支架。电机后移后，预留好电机的动力电缆。提供AC 220V 的电源供执行器使用，执行器电源间隔选在工业废水380/220V MCC COBKF02段COBKF02A1间隔引出后加一个两相6A开关做电源，永磁调速器型号为DF-DM320，执行器型号为PSQ102。更改逻辑画面，增加开度调节画面及自动画面供运行人员调节。

3 永磁调速改造效果

对于离心式水泵，P1/P2=（n1/n2）3，负载功率变化与转速变化的立方成正比；T1/T2=（n1/n2）2，负载扭矩变化与转速变化的立方成正比。当离心泵的转速降低时，其需求的功率也会降低。

永磁调速可以对离心泵降速，而电机的转速是不变的，电机功率与转速和扭矩的关系如下：

电机输出功率P=T·ω，功率=扭矩·转速

结合离心泵的特性，采用永磁调速后，电机功率与负载转速的关系如下：

电机输出功率 P1/P2=（n1/n2）2

采用永磁调速调节离心泵转速时，电机的功率与离心泵转速的平方成正比，在降低离心泵的转速时，电机的功率成平方关系下降，实现调速节能。不同转速下，电机及负载振动值及节电率见表1。

由表1可知，改造后，电机和负载在水平、垂直、轴向方向的振动值明显低于改造前振动值，振动减少，可以减少维护成本和维护工作量，延长了设备的寿命。通过改变执行器开度，电机转速不变，随着执行器开度增大，负载转速逐渐增大，轴功率比增大，节电率降低。负载低转速时，节电率高，节能效果显著。

4 结束语

采用永磁调速器，对#2最终中和池输送泵做调速节能改造，减少系统振动，水泵密封环、轴承磨损，水泵盘根日常维护量，频繁启停对电机与设备的冲击，系统不能长期稳定的运行的问题。改造至今，没有发生任何缺陷或故障，运行稳定，节能效果显著。此次改造为永磁调速技术应用到潮州电厂6KV重要辅机设备上提供节能改造依据。

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