永磁调速装置在发电厂灰渣泵上的应用

【摘 要】 节能降耗是我国一项基本国策，随着电力节能技术的飞速发展永磁调速技术已经日趋成熟，由于其良好的节能效果，永磁调速装置已经广泛的应用于电力业中。尤其近年来，节能降耗已经成为了各行各业的共识，永磁调速装置的应用前景将更为广泛。本文重点介绍了永磁调速装置在#5机灰渣泵改造时的情况。分享对永磁调速装置可靠性、节能效果、使用调试问题的一些认识了解。

【关键词】 灰渣泵 永磁调速器 调试 节能

【Abstract】 Energy saving is one of China's basic national policy， with the rapid development of power saving technologies speed permanent magnet technology has matured， Because of its good energy saving effect， Permanent magnet of governor have been widely used in power industry .Especially in recent years， energy saving has become the consensus of all walks of life， Permanent magnet of governor prospects will be more extensive.This article focuses on the permanent speeder ash pump at # 5 machine retrofit situations. Share on Permanent magnet of governor， energy efficiency， the use of knowledge to understand some debugging problems.

【Key words】 Ash Pump Permanent governor Debugging Energy saving

建设资源节约型、环境友好型企业，是我国和谐社会建设进程中必须坚持的一项基本国策。发电厂的目标是利润与发电量和上网电价成正比，与厂用电率、发电煤耗、标煤单价成反比。发电厂要提高综合效益，就必须降低厂用电率和发电煤耗。由于电的能价比高，所以节电比节煤的效益更好。

灰渣泵的作用是将发电厂锅炉燃烧后排出的灰渣和水的混合物输送到贮灰场，永磁调速改造前灰渣泵采用定速运行，出口流量只能由出口调节阀来控制，节流损失大、出口压力高、管损严重、系统效率低，造成了能源浪费。改造前，调节信号通过调节阀门开度改变路的压流损失来控制流量的大小；使用永磁调速器后，调节阀门全开，采用永磁调速器执行机构接受4-20ADCS控制信号调整永磁调速装置中永磁盘与导体盘之间气隙大小，从而调整负载端转速，达到改变灰渣泵出水口流量的目的，实现给水流量的调整需要，没有节流损失，从而达到节电目的。该系统消除了因阀门调整管路孔口变化造成的压流损失，可靠性好，调节方便，节约能源，系统能很好的满足生产工艺要求。因此对机组灰渣泵进行永磁调速节能降耗改造益处很大。

1 设备简介

永磁调速器是透过气隙传递转矩的革命性传动设备，电机与负载设备转轴之间无需机械连结，电机旋转时带动导磁盘转动，在装有强力稀土磁铁的磁盘所产生的强磁场中切割磁力线，因而在导磁盘中产生涡电流（EddyCurrent），该涡电流在导磁盘上产生反感磁场，拉动导磁盘与磁盘的相对运动，从而实现了电机与负载之间的转矩传输。

永磁调速器由四个部件组成（如图1）：

永磁转子：镶有永磁体（强力稀土磁铁）的铝盘，与负载轴连接；导磁转子：导磁体盘（铜或铝），与电机轴连接；电动执行机构：调整磁盘与导磁盘之间气隙大小的机构；转轴连接壳与紧缩盘：以专利紧缩盘装置与电机及负载轴连结；

从上面的原理图中看出，电机与负载之间的扭矩传输，不同于常规的硬机械连接方式，是通过气隙传递的，它不仅可以通过调整气隙实现转速调整，还带来很多其它调速方式所不具备的优点。

安装于系统中，永磁调速器可响应于过程信号。压力、流量、液位、或其它过程控制信号被控制系统接收和处理，然后提供到永磁调速器的执行器。该执行器调整气隙，从而调整负载转速以满足生产要求。流量/压力/温度传感器检测负载受控量通过逻辑控制器PLC将检测量通过PID调节，变成4～20mA信号驱动电动执行机构，推动永磁调速器的气隙调节动作，人机界面用于客户设定负载输出量的界面，整个控制系统为全自动，当自动系统故障时，可通过执行器手动调节气隙，也可通过人机界面和/或PLC实现远程遥控，或直接由中央控制系统（DCS）进行远程遥控。

2 技术参数和性能要求

2.1 技术参数（如表1）

2.2 永磁调速器性能

转差范围小：通过永磁调速器在最小气隙下负载输出转速转差率不大于3%。具有过载和堵转保护功能：电机驱动系统的可靠性，避免因过载和堵转而导致的损害。过载能力大于1.5倍的额定功率，控制系统提供信号，脱开永磁调速器，自动卸载保护电动机。具有减小系统振动的功能：采用非机械连接装置，水泵和电机没有机械硬连接，隔离负载和电机间振动的传递，减少系统振动。具有可靠性高，维护少，故障率底，维护成本低，检修方便可靠的特点。使用寿命长：设备运行时间不小于25年。各零部件确保10年以上。适应各种工作环境：适用于电网电压波动较大，谐波含量较高，易燃、易爆，潮湿，粉尘含量高，高温、低温等场所。无谐波干扰：不产生谐波干扰。能适应电机重新启动。可用于正、反两向运转。供货方且应提供安全护罩的设计，并提供有可靠的安全护罩。转轴处转动灵活，有足够的强度，传动平稳。设备运行时永磁联轴器的温升不大于60摄氏度。

2.3 永磁调速器的原则要求

永磁调速器满足灰渣泵电机额定功率的运行，且满足卧式电机的安装、使用要求。永磁调速器具有自动和手动调速运行功能。永磁调速器能够适应现场环境的要求。在灰渣泵上增加永磁调速器后，电机和泵的振动数值必须符合国内标准。永磁调速器的共振频率应远离电机及灰渣泵的共振频率，降低电机及灰渣泵振动加大。永磁调速器是技术成熟的可靠的，能完全满足电厂安全生产的需求；永磁调速器配套电动执行机构采用成熟、先进的产品，且充分满足永磁调速器的调速需求，并满足现场环境需求。

2.4 永磁调速器可达到的指标要求

实现轻载启动/空载停机功能，延长高压电动机电气使用寿命。实现灰渣泵系统自动化控制，且运行控制可靠性高。具备过载保护功能，提高灰渣泵系统的安全性。永磁磁力驱动的传动效率达到98.5%。实现节能运行。

2.5 永磁调速器主要元器件及附件要求

单台永磁调速器系统至少包括以下设备及附件：永磁调速器设备本体；智能电动执行机构；卧式安装套件；永磁调速器与电机的联轴器；永磁调速设备本体；永磁调速设备采用永磁转子和另一端导体转子相互作用产生转距，同时通过智能电动执行器调节气隙大小实现电机和排粉机之间的转矩控制，从而实现灰渣泵的速度调节。永磁调速设备除具备2.1和2.2的性能外，并具有以下特点：

系统可以轻载启动/轻载停机，降低电机的启动冲击。降低排粉灰渣泵机系统的故障率，延长电机、灰渣泵以及高压开关的寿命，延长轴承和密封件的寿命，减少系统的备品备件消耗和降低维护费用。提高整个电机驱动系统的可靠性。灰渣泵过载或堵转时，永磁调速器可接收降载信号，自动将电机对灰渣泵的力矩传递完全断开，此时电机降载运行，灰渣泵停转，消除灰渣泵系统因过载而导致的故障情况。可根据系统工况，接收控制信号对灰渣泵的转速自动调整，节能运行。

智能电动执行机构；智能电动执行机构是电动单元组合仪表的执行单元。以交流电源为动力，接收统一的标准直流信号，输出相应的转角位移操作永磁调速器调节器机构，实现自动调节。

2.6 仪表及控制要求

永磁调速器的电动执行机构接收集控室DCS4～20mA的控制信号，来调节永磁调速器的间隙，实现负载的转速调节。

3 系统简介

3.1 设备规范（如表2）

3.2 永磁调速与变频调速的对比（如表3）

参考文献：

[1]王洪滨，李彦明，李刚，王向东.永磁调速在电厂灰渣泵系统中的应用[J].节能与环保，2013（10）.

[2]孙世国.300MW机组气力除灰系统改造[J].吉林电力.2013（04）.

[3]赵国祥，马文静，曹永刚.永磁调速驱动器在闭式冷却水泵上的节能改造[J].节能.2010（04）.