可调式磁力耦合器的应用

2015-04-20王佰虎王海燕

中国新技术新产品 2015年8期

关键词：磁力联轴器永磁

王佰虎王海燕

可调式磁力耦合器的应用

王佰虎王海燕

（山钢股份济南分公司化工厂，山东济南 250101）摘要：本文通过一则磁力耦合器在泵类设备上的应用实例，重点介绍了磁力耦合器的结构、原理、应用方向、以及磁力耦合器的优点。

水泵；联轴器；永磁传动；可调式

济钢化工厂是一家以焦炉荒煤气净化和化产品回收与精制为主的化工企业，其工艺主要包括煤气冷却、脱硫、硫铵、洗苯、蒸苯、蒸氨、苯精制、粗焦油加工、溶剂脱酚、生物脱酚等。全厂共有设备3000多台套，其中包括大量泵类、风机类等机电设备，机电类设备耗能占公司能耗的绝大部分。因此，在泵类、风机类等机电设备上进行节能技术的开发应用，对企业整体能耗的降低具有重要意义。通过认真分析，我厂较多设备运行时都不是满负荷运行，存在较大的调节空间，而且这些设备的负荷调节都是通过控制出口阀门来进行。通过出口阀门调节负荷的做法，可以实现出口阀门后压力、流量按需调节，但也会增加整个管道的阻力，自然而然的就会多产生一部分能量浪费。如何消除这一部分的浪费，同时保留设备的工作能力，另外还可以让设备存在较大的调节空间，是我们进行节能降耗的一个方向。通过调查研究，我们决定选取我厂三期系统的循环氨水泵做为试点进行技术改造，采用可调式磁力耦合器代替传统的机械联轴器，实现系统压力、流量的自动调节。经过一段时间的运行观察，这一改造不仅实现了调节自动化，还实现了节能降耗，另外对于延长设备使用寿命也有较好的效果。下面就本次技术改造过程及磁力耦合器结构、原理简要介绍如下：

一、本次技术改造原因及效果分析

由于生产特性及设计原因，在化工类企业中，各机电设备往往存在着大马拉小车的现象，尤其是泵类、风机类设备，在设计之初就会留有较大的调节余量。在正常运行时，各泵类、风机类设备一般通过出口阀门或风门调节系统压力、流量。这种调节方式不可避免的会产生系统阻力，同时也产生了能耗的浪费。此时若将出口阀门或风门全开，可以消除因阻力增加产生的能耗浪费，但全开后系统的流量就会超过正常需求，这又是一种浪费。所以在出口阀门或风门全开后可通过降低设备转速实现系统流量的调节，因此我们选择了我厂三期系统循环氨水泵做为试点进行技术改造，这类设备对流量要求高，而对压力要求则不是十分严格。

设备转速调节可通过改变电机转速和改变负载转速来实现，改变电机转速可通过增加变频器来实现，改变负载转速则可通过增加液力耦合器或磁力耦合器来实现。通过对比分析，我们采用了磁力耦合器这一技术。

改造完成后，我们进行了一年的观察试用，该泵平均运行电流由14.8A降至13.2A，年节约电耗费用约19万元，证明磁力耦合器的应用具有较大的节能空间。另外，改造完成后，该设备在运行稳定性方面也有了较大提高，通过设备状态诊断监测显示，该泵负载端水平平均振动值由4.5mm/s降至2.5mm/s，设备振动有明显降低。

二、应用磁力耦合器的优点

通过一年多的试用观察，我们发现磁力耦合器具有较多的优点，总结如下：

1 具有较大的节能效果

磁力耦合器可实现负载设备转速的调节，在负载转速调节到所需转速时，设备出口阀可实现全部开启，消除阀门产生的管路阻力，最终实现节能降耗。

2 可实现设备软启动

机械联轴器连接的设备在启动时，电机相当于带动负载启动。安装了磁力耦合器的设备在启动初期，磁力耦合器的导体转子没有切割磁力线，电机动力不传递到负载设备，所以电机类似于空载启动。电机启动后，通过调节磁力耦合器的间隙实现电机动力到负载设备的传递，直到调节到所需转速。因此整个启动过程平稳，冲击小，具有软启动特点。

3 可实现转速调节

设备正常运转时，可以通过调节磁力耦合器的空气间隙来调节导磁转子与永磁转子之间的磁力大小，从而实现负载设备转速的调节。调节过程平稳、无冲击，且相对于变频器消除了电磁谐波。

4 可减少设备振动

应用磁力耦合器代替机械联轴器，电机设备和负载设备之间实现了无物理接触，电机设备产生的振动不会传递到负载设备，负载设备产生的振动也不会传递到电机设备，同时也可以消除刚性联轴器的振动放大效应。

5 可延长设备使用寿命

应用磁力耦合器后，设备负荷调节平稳，冲击小，实际工作负荷减少，降低了电机绕组、铁芯的发热量，延长了电机设备的使用寿命。另外，磁力耦合器的减振作用使电机和负载设备的轴承、密封受振动冲击小，也可延长其使用寿命。

6 结构简单、操作简单

磁力耦合器结构简单，无磨损件、无材质劣化等问题，故障率低，能适应恶劣环境，相对于其它类型的耦合器几乎实现了免维护。