永磁調(diào)速技術(shù)是電動機調(diào)速節(jié)能技術(shù)。文中主要介紹永磁調(diào)速技術(shù)的原理以及在常減壓裝置加熱爐余熱回收系統(tǒng)鼓、引風(fēng)機中采用永磁調(diào)速技術(shù)進行變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，實現(xiàn)永磁調(diào)速的方式替代調(diào)節(jié)煙道擋板的方式，達到節(jié)約電能的目的。

一、引言

在煉油行業(yè)中，風(fēng)機是耗能大戶，其中在常減壓裝置中，鼓風(fēng)機和引風(fēng)機作為加熱爐余熱回收系統(tǒng)中強制通風(fēng)的動力設(shè)備，長期工作在額定轉(zhuǎn)速下，消耗大量的電能。采用永磁調(diào)速技術(shù)，進行變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，具有較大的節(jié)能空間和很好的經(jīng)濟效益。

二、永磁調(diào)速技術(shù)探究

1.永磁調(diào)速的工作原理

永磁調(diào)速器的結(jié)構(gòu)組成包括：永磁體，銅導(dǎo)體等。

永磁調(diào)速的工作原理和電動機的工作原理是相同的，導(dǎo)體盤相當(dāng)于電動機轉(zhuǎn)子；磁體盤相當(dāng)于電動機定子。當(dāng)定子通入對稱電壓時，在空間產(chǎn)生逆時針的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流，形成轉(zhuǎn)子磁場。兩種磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)兩者有相對運動，旋轉(zhuǎn)的磁體盤提供旋轉(zhuǎn)磁場，導(dǎo)體盤在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)渦電流，進而在銅導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)磁場，導(dǎo)體盤感應(yīng)磁場與磁體盤磁鐵磁場相互作用，而產(chǎn)生扭距。越靠近時磁力線密度越密集，產(chǎn)生效應(yīng)越強，扭距越大（間隙越小，扭矩越大）；相對運動越快，效應(yīng)越強，產(chǎn)生扭距越大（轉(zhuǎn)差越大，扭距越大）；相對運動越大，兩者感應(yīng)同極磁場越強，產(chǎn)生互相排斥的力量 （磁懸浮效應(yīng)）。

2.永磁調(diào)速的節(jié)能原理

我們將永磁調(diào)速器替代電機和風(fēng)機之間的聯(lián)軸器，安裝在電機轉(zhuǎn)軸的輸出端和風(fēng)機的動力輸入端之間，通過改變永磁調(diào)速器上的磁體間隙來改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對風(fēng)機流量的連續(xù)控制。由于風(fēng)機的功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比，因此，在電動機轉(zhuǎn)速不變的情況下，調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速下降時，其輸出的流量成比例的減少，電動機的功率急劇下降，減少了能源的需求，從而大量節(jié)約電能。

三、永磁調(diào)速技術(shù)應(yīng)用

1.加熱爐余熱回收系統(tǒng)存在的問題

常減壓裝置的余熱回收系統(tǒng)采用鼓、引風(fēng)機強制通風(fēng)，整個流程為：空氣通過鼓風(fēng)機，經(jīng)過空氣預(yù)熱器送至加熱爐，加熱爐的煙氣通過引風(fēng)機，經(jīng)過空氣預(yù)熱器抽出送至煙囪排出。高溫?zé)煔馀c低溫空氣在空氣預(yù)熱器里進行熱交換。鼓風(fēng)機和引風(fēng)機長期工作在額定轉(zhuǎn)速下，當(dāng)加熱爐系統(tǒng)操作需要調(diào)節(jié)時，就依靠調(diào)節(jié)擋板來達到目的。由于采用擋板調(diào)節(jié)，大部分的能量都是消耗在擋板上了，且擋板的開度越小則耗能就更多。鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的實際運行效率并不高。

其主要原因之一是風(fēng)機的調(diào)速性能差，其二是運行點偏離風(fēng)機的高效率點。因為在設(shè)計的過程中，很難準(zhǔn)確地計算出現(xiàn)場操作實際用風(fēng)量的多少，并考慮到長期運行過程中可能發(fā)生的各種問題，通常總是把系統(tǒng)的大風(fēng)量和風(fēng)壓作為選擇風(fēng)機型號的設(shè)計值。而風(fēng)機的型號和系列是有限的，往往選不到合適的型號時，就往大型號上靠，所以采用風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)機，損失不可避免。系統(tǒng)長時間運行，不僅造成大量的能量損失，還容易導(dǎo)致設(shè)備損壞。

2.選擇永磁調(diào)速的理由

針對現(xiàn)場情況，采用永磁調(diào)速技術(shù)進行變速調(diào)節(jié)，其效率高，因為風(fēng)量隨轉(zhuǎn)速的一次方下降，而其軸功率則按轉(zhuǎn)速的三次方規(guī)律下降，因此通過永磁調(diào)速方式調(diào)節(jié)替代擋板調(diào)節(jié)方式可以節(jié)省大量電能。

3.永磁調(diào)速改造方案

根據(jù)實際情況，常減壓裝置對加熱爐余熱回收系統(tǒng)鼓風(fēng)機、引風(fēng)機進行永磁調(diào)速改造。改造的工程量很小，鼓風(fēng)機、引風(fēng)機僅電機及基礎(chǔ)后移0.5米，在風(fēng)機和高壓電機間加裝永磁調(diào)速系統(tǒng)及執(zhí)行器，電動機使用原高壓電纜，將電纜溝中有余量的高壓電纜向電動機方向提升0.5米。中控室增加電動執(zhí)行器DCS操作畫面。

4.改造過程中注意事項

改造過程中，在原來電動機和風(fēng)機中間加裝了永磁調(diào)速系統(tǒng)，永磁調(diào)速系統(tǒng)占用長度大約0.5米左右，由于風(fēng)機不能移動，只能移動電動機，這就要求電動機的基礎(chǔ)重新施工，保證電動機的穩(wěn)定。由于電動機的后移，還要考慮到電機電纜的長度，確保滿足要求。

四、改造后的效果

1.節(jié)能效果分析

改造后，煙道擋板全部打開，通過永磁調(diào)速系統(tǒng)調(diào)整鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來滿足爐內(nèi)氧含量及負壓的需求，節(jié)約了電能。表1為改造前與改造后鼓風(fēng)機、引風(fēng)機的現(xiàn)場實測電流。

2.設(shè)備運行效果分析

由于電機低負荷運行，發(fā)熱量減少，減緩了絕緣老化速度。風(fēng)機工作轉(zhuǎn)速的降低，減輕了風(fēng)機葉輪的氣蝕，減輕了風(fēng)機段軸承的機械磨損。同時，由于電動機及風(fēng)機之間沒有硬性的聯(lián)軸器連接，振動大為降低，電動機零負載啟動，使啟動時的電流和振動大大降低，減少了對設(shè)備的沖擊，從而可以提高整個系統(tǒng)的設(shè)備壽命和可靠性。