王佰虎 王海燕

可調(diào)式磁力耦合器的應(yīng)用

王佰虎 王海燕

（山鋼股份濟南分公司化工廠，山東 濟南 250101）摘 要：本文通過一則磁力耦合器在泵類設(shè)備上的應(yīng)用實例，重點介紹了磁力耦合器的結(jié)構(gòu)、原理、應(yīng)用方向、以及磁力耦合器的優(yōu)點。

水泵；聯(lián)軸器；永磁傳動；可調(diào)式

濟鋼化工廠是一家以焦爐荒煤氣凈化和化產(chǎn)品回收與精制為主的化工企業(yè)，其工藝主要包括煤氣冷卻、脫硫、硫銨、洗苯、蒸苯、蒸氨、苯精制、粗焦油加工、溶劑脫酚、生物脫酚等。全廠共有設(shè)備3000多臺套，其中包括大量泵類、風機類等機電設(shè)備，機電類設(shè)備耗能占公司能耗的絕大部分。因此，在泵類、風機類等機電設(shè)備上進行節(jié)能技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，對企業(yè)整體能耗的降低具有重要意義。通過認真分析，我廠較多設(shè)備運行時都不是滿負荷運行，存在較大的調(diào)節(jié)空間，而且這些設(shè)備的負荷調(diào)節(jié)都是通過控制出口閥門來進行。通過出口閥門調(diào)節(jié)負荷的做法，可以實現(xiàn)出口閥門后壓力、流量按需調(diào)節(jié)，但也會增加整個管道的阻力，自然而然的就會多產(chǎn)生一部分能量浪費。如何消除這一部分的浪費，同時保留設(shè)備的工作能力，另外還可以讓設(shè)備存在較大的調(diào)節(jié)空間，是我們進行節(jié)能降耗的一個方向。通過調(diào)查研究，我們決定選取我廠三期系統(tǒng)的循環(huán)氨水泵做為試點進行技術(shù)改造，采用可調(diào)式磁力耦合器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械聯(lián)軸器，實現(xiàn)系統(tǒng)壓力、流量的自動調(diào)節(jié)。經(jīng)過一段時間的運行觀察，這一改造不僅實現(xiàn)了調(diào)節(jié)自動化，還實現(xiàn)了節(jié)能降耗，另外對于延長設(shè)備使用壽命也有較好的效果。下面就本次技術(shù)改造過程及磁力耦合器結(jié)構(gòu)、原理簡要介紹如下：

一、本次技術(shù)改造原因及效果分析

由于生產(chǎn)特性及設(shè)計原因，在化工類企業(yè)中，各機電設(shè)備往往存在著大馬拉小車的現(xiàn)象，尤其是泵類、風機類設(shè)備，在設(shè)計之初就會留有較大的調(diào)節(jié)余量。在正常運行時，各泵類、風機類設(shè)備一般通過出口閥門或風門調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力、流量。這種調(diào)節(jié)方式不可避免的會產(chǎn)生系統(tǒng)阻力，同時也產(chǎn)生了能耗的浪費。此時若將出口閥門或風門全開，可以消除因阻力增加產(chǎn)生的能耗浪費，但全開后系統(tǒng)的流量就會超過正常需求，這又是一種浪費。所以在出口閥門或風門全開后可通過降低設(shè)備轉(zhuǎn)速實現(xiàn)系統(tǒng)流量的調(diào)節(jié)，因此我們選擇了我廠三期系統(tǒng)循環(huán)氨水泵做為試點進行技術(shù)改造，這類設(shè)備對流量要求高，而對壓力要求則不是十分嚴格。

設(shè)備轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)可通過改變電機轉(zhuǎn)速和改變負載轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)，改變電機轉(zhuǎn)速可通過增加變頻器來實現(xiàn)，改變負載轉(zhuǎn)速則可通過增加液力耦合器或磁力耦合器來實現(xiàn)。通過對比分析，我們采用了磁力耦合器這一技術(shù)。

改造完成后，我們進行了一年的觀察試用，該泵平均運行電流由14.8A降至13.2A，年節(jié)約電耗費用約19萬元，證明磁力耦合器的應(yīng)用具有較大的節(jié)能空間。另外，改造完成后，該設(shè)備在運行穩(wěn)定性方面也有了較大提高，通過設(shè)備狀態(tài)診斷監(jiān)測顯示，該泵負載端水平平均振動值由4.5mm/s降至2.5mm/s，設(shè)備振動有明顯降低。

二、應(yīng)用磁力耦合器的優(yōu)點

通過一年多的試用觀察，我們發(fā)現(xiàn)磁力耦合器具有較多的優(yōu)點，總結(jié)如下：

1 具有較大的節(jié)能效果

磁力耦合器可實現(xiàn)負載設(shè)備轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，在負載轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到所需轉(zhuǎn)速時，設(shè)備出口閥可實現(xiàn)全部開啟，消除閥門產(chǎn)生的管路阻力，最終實現(xiàn)節(jié)能降耗。

2 可實現(xiàn)設(shè)備軟啟動

機械聯(lián)軸器連接的設(shè)備在啟動時，電機相當于帶動負載啟動。安裝了磁力耦合器的設(shè)備在啟動初期，磁力耦合器的導體轉(zhuǎn)子沒有切割磁力線，電機動力不傳遞到負載設(shè)備，所以電機類似于空載啟動。電機啟動后，通過調(diào)節(jié)磁力耦合器的間隙實現(xiàn)電機動力到負載設(shè)備的傳遞，直到調(diào)節(jié)到所需轉(zhuǎn)速。因此整個啟動過程平穩(wěn)，沖擊小，具有軟啟動特點。

3 可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時，可以通過調(diào)節(jié)磁力耦合器的空氣間隙來調(diào)節(jié)導磁轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間的磁力大小，從而實現(xiàn)負載設(shè)備轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)、無沖擊，且相對于變頻器消除了電磁諧波。

4 可減少設(shè)備振動

應(yīng)用磁力耦合器代替機械聯(lián)軸器，電機設(shè)備和負載設(shè)備之間實現(xiàn)了無物理接觸，電機設(shè)備產(chǎn)生的振動不會傳遞到負載設(shè)備，負載設(shè)備產(chǎn)生的振動也不會傳遞到電機設(shè)備，同時也可以消除剛性聯(lián)軸器的振動放大效應(yīng)。

5 可延長設(shè)備使用壽命

應(yīng)用磁力耦合器后，設(shè)備負荷調(diào)節(jié)平穩(wěn)，沖擊小，實際工作負荷減少，降低了電機繞組、鐵芯的發(fā)熱量，延長了電機設(shè)備的使用壽命。另外，磁力耦合器的減振作用使電機和負載設(shè)備的軸承、密封受振動沖擊小，也可延長其使用壽命。

6 結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單

磁力耦合器結(jié)構(gòu)簡單，無磨損件、無材質(zhì)劣化等問題，故障率低，能適應(yīng)惡劣環(huán)境，相對于其它類型的耦合器幾乎實現(xiàn)了免維護。

三、磁力耦合器的結(jié)構(gòu)、原理簡介

磁力耦合器主要由導體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子組成，其中導體轉(zhuǎn)子與電機設(shè)備連接，永磁轉(zhuǎn)子與負載設(shè)備連接。當電機設(shè)備拖動導體轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，導體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對無能運動，切割磁力線產(chǎn)生電流，從而產(chǎn)生磁力，帶動永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，達到傳遞扭矩的目的。

可調(diào)式磁力耦合器相對定矩式磁力耦合器增加了調(diào)節(jié)機構(gòu)，可通過調(diào)節(jié)面板或調(diào)節(jié)手柄實現(xiàn)遠傳調(diào)節(jié)或現(xiàn)場調(diào)節(jié)。

結(jié)語

在企業(yè)生產(chǎn)過程中，泵類設(shè)備或風機類設(shè)備往往具有較大的節(jié)能空間，如何利用設(shè)備的節(jié)能空間降低企業(yè)的能耗成本已成為企業(yè)的當務(wù)之急。通過磁力耦合器的應(yīng)用，不僅可以實現(xiàn)節(jié)能，還可以在工藝調(diào)節(jié)、設(shè)備維護方面取得較好的效果，是一項值得推廣的技術(shù)。

[1]曾粵.永磁聯(lián)軸器在收塵風器風機的應(yīng)用[J].上海建材，2013（02）.

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