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  1. 化工厂空冷岛永磁电机改造案例
  2. 化工厂冷却塔永磁电机改造案例
  3. 化工厂原煤破碎机永磁电机改造案例
化工厂空冷岛永磁电机改造案例
1.应用现状
空冷岛冷却系统属于直接空冷系统,是指汽轮机的蒸汽直接进入空冷凝汽器,空气与蒸汽进行热交换,冷凝水由凝结水泵排入汽轮机组的回热系统。其采用传统异步电机为驱动单元,效率功率因数低。
2. 改造方案
采用永磁电机直接驱动风叶系统剔除了减速机,缩短了传动链;简化了传动链,减少了动力传送过程中因齿轮箱导致的能量损失;
3.方案对比

驱动系统

减速器维护

电机维护

运行监视

原驱动系统

•定期排查油位,漏油情况;
•定期更换;
35年需返厂维修。

中速电机;
•注脂周期4000小时。

•机架振动
•电机绕组温度及轴承温度;
•减速机油温、油位、振动、噪声;
•减速机故障引起电机电流突变。

万泰永磁驱动系统

•低速电机;
•注脂周期8000小时。

•机架振动
•电机绕组温度及轴承温度。

4.特点及节能分析

原风机驱动异步电机110KW改为万泰永磁电机110KW,空冷岛采用9台风机(3*3),电机平均运行功率55KW,假设风机年工作6000小时计算
采用异步电动机,每年消耗电费为:55KW×6000h×0.4 × 9=1188000元,即118万元
采用永磁电机滚筒后,保守估算节电率23%,则每年节约电费为:1188000*23%= 273240元,即27万元
化工厂冷却塔永磁电机改造案例
1.应用现状
电机和减速机采用碳纤维材质联轴器,碳纤维杆较长,对中找正繁琐;膜片联轴器对振动敏感,经常会出现振动大而导致的膜片联轴器损坏问题 ;M 型减速机或 H 型减速机设计的结构较紧凑,散热能力弱,会导致减速机密封失效 ;立式安装的减速机输出轴端的轴承和齿轮的润滑非常关键,需配备强制润滑系统,如果油品差或者泵压不够,易导致上端轴承和齿轮润滑不充分;强制润滑系统经常出现管道阻塞问题,每年两到三次润滑油更换,维护量大,成本高;
2.改造方案
采用永磁直驱电机直接驱动冷却风扇,使传动系统大大简化,不但提高了系统传动效率,而且稳定性也大大提高。
去掉了减速机、碳纤维连接杆、膜片联轴器、油系统等出现的繁琐问题,减少后期维护量,降低运营成本;
专用变频器能够变频启动,启动时间可自行设定,降低启动电流,减少对电网冲击,保护设备;
专用变频器能够实现调速,可以根据工况调节风机风量。
减少风量,降低负载,节约电能。
直驱电机实际运行效率高,可达到 94%,功率因数高,可达到 0.99,节约能源;
根据环境温度实时调整电机的转速满足现场的需求。
3.特点
系统效率高,减少减速箱损耗;
永磁电机效率高,额定点效率95%;
永磁电机高效区宽,在0.2~1.2负载率内效率均≥90%;
永磁电机高功率因数,在0.2~1.2负载率内功率因数≥95%;
4.节能分析
本方案160KW 冷却塔风机永磁电机改造,风机年平均工作 8000 小时,电机平均输出功率为 132kW(工况非全时满载运行);
采用异步电动机,异步机平均效率按90%,减速机效率92%,年消耗电能费用为:(132KW/0.9/0.92)×8000h×0.7 元=892753元,即 89 万元
采用永磁电机,电机输出相同功率,其中永磁机平均效率按 95%计算,每年消耗的电能费用为:(132KW/0.95)×8000h×0.7 元= 778105 元,即 78 万元。
则相比较之前异步系统,万泰永磁驱动系统单台电机年节省电费=89-78=11万元
化工厂原煤破碎机永磁电机改造案例
1.应用现状
原驱动系统电机效率与功率因素较低;系统采用皮带轮传动,传动效率低;电机经常间隙性堵转,使得定子、转子温度加速升高,易导致转子导条与端环焊接处断裂,严重的可能烧毁整个电机,从而导致经常更换电机,严重影响现场生产。

2.改造方案

电机型号

TFB-400-8200/10kV

额定功率

200kW

额定电压

10000V

额定频率

43.87Hz

额定电流

12.7 A

额定转速

658r/min

额定扭矩

2902.8N.m

绝缘等级

H

冷却方式

IC411

安装方式

IMB3

防护等级

IP65

运行方式

S1

防爆等级

Ex tD A21 T135

防凝露加热器参数

加热器电压:127V

加热器功率:300W

电机定子线圈采用自粘性双玻璃丝包聚酰亚胺薄膜绕包铜扁线成型绕组

具有很好地调速功能,在额定频率范围内具有无极调速、恒转矩调速特性, 且可长期低转速运行

电动机每相设置 2 个测温元件 Pt100(三线制),共 6 支。定子温度报警值 为 150℃,停机值为 155℃。

电动机两端轴承各设置一个轴承测温元件 Pt100(三线制),轴承温度报警 值为 90℃,停机值为 95℃。

定子、轴承测温元件均为无源接点,需接到控制箱中,以便能够实时监控定 子绕组和轴承温度

3.方案对比

电机

永磁电机方案

异步电机方案

台数

2

2

功率

200kW

 200kW

额定转速

658r/min

987r/min

电机效率

95%

约为 90%

额定电流

 12.7

15.8

电机功率因数

 0.96

约为 0.81

额定扭矩

2902.7

1935.1

皮带轮效率

无皮带轮

约为 96%

4.特点

简化传动链,基本消除传动过程损耗。
永磁电动机将中间的皮带轮去除,很大程度降低了故障发生的概率,从而降低维护成本,基本实现免维护。
采用变频器构成变频调速传动系统,起动性能好,对系统冲击少,实现无极调速,便捷、灵活、控制性强。
重载起动效果好,采用变频器控制永磁同步电动机大转矩软起动,起动时动态张力冲击小,大大降低了对电气和机械设备的冲击,与原传统驱动方式比,在同等带强情况下,动态安全系数更高,有效提高破碎机的整体运行安全性。
由于变频器在中间过渡,避免了破碎机进口出现较大煤块或者硬块造成的电机堵转而给电机的频繁起动带来的损坏。
可以根据破碎机进口原煤量的大小实现调速,保证整个原煤破碎机在最佳的驱动功率下运行,而原有异步电机的驱动组合只能在既定的功率下运行,势必会造成电能的浪费。
采用变频永磁直驱动电动机,功率平衡控制更精确,最大限度保证电机的出力均衡,提高电机的使用寿命。
同其他驱动系统相比较,系统体积小、重量轻、占空比小,结构简单、运行可靠、灵活多样,适应性强。
5.节能分析
两台原异步电机输入功率:2x200/0.9/0.96=462.96kW;两台永磁电机输入功率:2x200/0.95=421.05kW;原异步电机功率-永磁功率=462.96-421.05=41.91kW,
则一小时可节约 42 度电;按一年工作 330 天,每天工作 12 小时,每年节约 166320 度电。按 0.7 元每度电计算,每年可节约大概 12万元。

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