王朋

(大慶石化公司煉油廠,黑龍江大慶 163711)

磁力耦合技術(shù)在煉油廠污水泵上的應(yīng)用

王朋

(大慶石化公司煉油廠,黑龍江大慶 163711)

大慶石化公司煉油廠供水車間第二循環(huán)水場(chǎng)13#污水泵，是石家莊污水泵廠生產(chǎn)的4PW型污水泵，負(fù)責(zé)將生產(chǎn)裝置的污水輸送至污水車間，進(jìn)一步處理。此泵的設(shè)計(jì)排量為160m3/h，近年來由于裝置節(jié)能減排，在年度7500小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間里流量都在50～80t/h，泵出口調(diào)節(jié)閥的開度只有20%，由于出口閥長(zhǎng)期處于低開度，憋壓運(yùn)行，造成設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行振動(dòng)偏高，密封泄漏頻繁，維修費(fèi)用較高；始終無法處在優(yōu)良狀態(tài)下運(yùn)行。造成該泵效率較低，造成大量的電能浪費(fèi)。

磁力耦合 污水泵 傳動(dòng) 節(jié)能

為了解決污水系統(tǒng)流量與污水泵實(shí)際流量不匹配問題，工程技術(shù)人員提出了幾種解決方案，一、更換污水泵。二、采用變頻調(diào)速技術(shù)。三、采用采用磁力偶合技術(shù)。如果采用方案一，雖然能解決問題。但是，由于系統(tǒng)是含油污水，屬于易燃易爆介質(zhì)，又無法停工，施工難度極大，風(fēng)險(xiǎn)不可接受。如果采用方案二，除了一次性投資較大之外，在系統(tǒng)低液位時(shí)，泵無法開起，存在操作缺陷。因此選擇磁力偶合技術(shù)解決污水泵流量不匹配問題。

1 磁力耦合工作原理

磁力耦合驅(qū)動(dòng)技術(shù)是近年來新的技術(shù)，美國(guó)在1999年獲得了突破性的進(jìn)展。驅(qū)動(dòng)方式解決了旋轉(zhuǎn)負(fù)載系統(tǒng)的軸心對(duì)中、軟啟動(dòng)、減振、調(diào)速、及過載保護(hù)等問題，并且使磁力驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)效率大大提高，可達(dá)到98.5%。該技術(shù)現(xiàn)已在各行各業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用并且對(duì)傳統(tǒng)的傳動(dòng)技術(shù)帶來了嶄新的概念，在傳動(dòng)領(lǐng)域引起一場(chǎng)新的革命。 磁力耦合調(diào)速驅(qū)動(dòng)是通過導(dǎo)磁體和永磁體之間的氣隙實(shí)現(xiàn)由電動(dòng)機(jī)到負(fù)載的扭矩傳輸。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)和負(fù)載側(cè)沒有機(jī)械聯(lián)接。其工作原理是一端稀有金屬氧化物硼鐵釹永磁體和另一端感應(yīng)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生扭矩。

2 磁力耦合調(diào)速原理

通過調(diào)節(jié)永磁體和導(dǎo)磁體之間的氣隙就可以控制傳遞的扭矩，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載速度調(diào)節(jié)。磁力耦合調(diào)速驅(qū)動(dòng)器主要由銅轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和控制器三部分組成。銅轉(zhuǎn)子固定在電動(dòng)機(jī)軸上，永磁轉(zhuǎn)子固定在負(fù)載轉(zhuǎn)軸上，銅轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間有間隙（稱為氣隙）。這樣電動(dòng)機(jī)和負(fù)載由原來的機(jī)械聯(lián)接轉(zhuǎn)變?yōu)榇怕?lián)接，通過調(diào)節(jié)永磁體和導(dǎo)磁體之間的氣隙就可實(shí)現(xiàn)負(fù)載軸上的輸出扭矩變化，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速變化。由上面的分析可以知道，通過調(diào)整氣隙可以獲得可調(diào)整的、可控制的、可重復(fù)的負(fù)載轉(zhuǎn)速。

表1

3 磁力耦合節(jié)能原理

磁感應(yīng)是通過磁體和導(dǎo)體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。也就是說，磁力耦合調(diào)速驅(qū)動(dòng)器的輸出轉(zhuǎn)速始終都比輸入轉(zhuǎn)速小，轉(zhuǎn)速差稱為滑差。通常在電動(dòng)機(jī)滿轉(zhuǎn)時(shí)，大功率調(diào)速型磁力耦合器的滑差在1%-4%之間。輸入扭矩總是等于輸出扭矩，因此電動(dòng)機(jī)只需要產(chǎn)生負(fù)載所需要的扭矩。傳輸能量和控制速度的能力不受電動(dòng)機(jī)軸和負(fù)載軸之間由于安裝未對(duì)準(zhǔn)原因而產(chǎn)生的小角度或者小偏移的影響，排除了未對(duì)準(zhǔn)而產(chǎn)生的振動(dòng)問題。由于沒有機(jī)械聯(lián)接，即使電動(dòng)機(jī)本身引起的振動(dòng)也不會(huì)引起負(fù)載振動(dòng)，使整個(gè)系統(tǒng)的振動(dòng)問題得到有效降低。

4 系統(tǒng)控制

控制器通過處理各種信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載調(diào)速，包括壓力、流量、位移等其他過程控制信號(hào)。可以方便地對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，不需要對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)和供電電源進(jìn)行任何改動(dòng)。安裝以后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)不產(chǎn)生電磁干擾。在大多數(shù)情況下，關(guān)閉或者拆除現(xiàn)有的過程控制硬件設(shè)備即可。

5 結(jié)語

現(xiàn)將該泵使用磁力偶合聯(lián)軸器與原工況進(jìn)行對(duì)比(表1)。

通過對(duì)比得出以下結(jié)論:(1)總成本最低。(2)維護(hù)工作量小，幾乎為免維護(hù)產(chǎn)品，維護(hù)費(fèi)用極低。(3)允許較大的安裝對(duì)中誤差，大大簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試過程。(4)過載保護(hù)功能。(5)提高了整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，完全消除了系統(tǒng)因過載而導(dǎo)致的損害。(6)帶緩沖的軟啟動(dòng)。(7)節(jié)能效果顯著。

王朋,大慶石化公司煉油廠供水車間技術(shù)負(fù)責(zé)人。