永磁调速器在电厂中的应用及分析

信息来源：上海麦斯威机电科技有限公司日期：2023-07-06 阅读：95次

摘要　永磁磁力驱动技术是专门针对风机、泵类离心负载调速节能的适用技术，在很多领域得到了应用。为实现厂用电的经济化，发电厂对2号机A凝泵进行了永磁耦合调速改造，并通过试验分析得知达到了预期的效果，实现了节能降耗的目的。同时，也发现了存在的问题，并进行了优化改造。
关键词　永磁调速器；应用；分析；改造；节能
中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）82-0181-02

1　永磁调速器的结构
如图1所示，永磁调速器由四个部件组成：
1）永磁转子：镶有永磁体的铝盘，与负载轴连接；
2）导体转子：导磁体盘，　与电机轴连接；
3）气隙执行机构：调整磁盘与导磁盘之间气隙的机构；
4）转轴连接壳与紧缩盘：以紧缩盘装置与电机及负载轴连结。
2　发电厂2号机A凝泵永磁改造情况
2.1改造方案
2.1.1　采用的永磁调速设备
发电厂2号机A凝泵永磁调速设备的改造采用中达电通公司从美国MagnaDrive公司引进的永磁调速设备。通过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凝结水泵之间的转距控制，从而实现凝结水泵的速度调节。
2.1.2增加设备
为保证永磁调速系统工作的可靠性，此次永磁调速改造采用的是水冷型永磁调速器，需要加装一套冷却水设备。根据实际情况，我们采用了闭式循环水作为冷却水源。闭式水进水母管来水通过滤网净化进入凝泵永磁调节器进行冷却后，进入专用的回收水箱，再通过永磁冷却水泵回到闭式水回水母管。
2.2　通过改造试验后的控制策略
2.2.1控制思路
控制思路为凝泵永磁装置调节除氧器水位，原来的除氧器水位调节阀控制凝结水压力，实现最小节流损失，提高凝泵工作效率。
2.2.2　机组负荷对应凝泵永磁执行机构的开度函数
2.2.3　控制系统的切换
控制系统可以实现手动/自动无扰切换，当凝泵永磁装置冷却水压力低压0.4MPa、冷却水流量低于6t/h、冷却水出水温度大于70℃、执行机构指令和反馈偏差大、冷却水压力除氧器水位以及执行机构指令反馈出现品质坏值时，逻辑将会强制切到人工控制。在除氧器水位高II值报警时将闭锁执行机构指令增加，除氧器水位低II值报警或凝泵出口压力低于1.2MPa时将闭锁执行机构指令减小。
2.2.4　除氧器水位主副调节阀控制
在凝结水泵A单泵运行时除氧器水位主调节阀自动控制凝结水泵出口凝结水压力，此压力设定值是一个负荷变参数函数，函数曲线如下表2。在低负荷时凝结水压力达不到设定值通过PID调整主调节阀的开度来调节凝结水压力，负荷增加凝泵永磁指令增大，主调节阀会尽可能开到最大，此时副调节阀处于关闭状态，在机组负荷高于520MW时，副调节阀将会逐步打开直到负荷540MW全开，最终主副调门都全部打开。
3　发电厂2号机A凝泵永磁调速改造的分析
3.1经济性分析
3.1.1节能效果分析
从上述表格中可以看出凝泵A永磁改造取得了一定的成果，尤其是低负荷时，节能效果特别明显。
3.1.2　影响节能效果的因素
凝泵A永磁改造虽然取得了一定的成果，但是还没有达到理想的设计值，影响经济性主要有两个方面：
1）永磁装置的热损失
3.2　对闭式水系统的影响分析
3.2.1对闭式水系统的影响及试验分析
2号机A凝泵永磁调速运行一段时间后，PH下降到低于9.5　的低限值（电导率也是下降趋势），化学加氨后造成PH值上升的同时电导率也上升超过30uS/cm的上限值。
通过试验并对参数趋势分析发现：
1）停止A凝泵但冷却水继续流通的趋势是PH值、电导率同时上升；
3）关闭冷却水后PH值上升、电导率下降；
3）切换回A凝泵后PH值、电导率仍然是同步下降的趋势。
3.2.3试验结论
根据试验和数据分析判断，闭式水的水质变化较快极易超标的原因应该是闭式水中的碱性物质与空气中酸性气体二氧化碳的反应导致的，而空气是在永磁调速改造增加的专用水箱处进入了闭式水系统。如果要彻底解决这个问题，必须控制住空气不进入闭式水系统。
3.2.4解决方案
空气从永磁冷却水箱顶部的排空管进入永磁冷却水箱，而永磁冷却水箱水位的波动加剧了空气的进入量。为此，我们采取了如下措施对永磁冷却水系统进行改造：
1）永磁冷却水箱加装一级水封及一路注水管路，水箱排空管进行封堵，杜绝空气进入闭式水系统。
2）因为永磁调速器冷却水回水通过两台回收水泵的启停来控制回收水箱的水位，不仅造成了永磁冷却水箱水位的大幅波动加剧了空气的进入量，而且还造成回收水泵启、停过于频繁，易发生设备损坏。为此，我们在两台回收水泵的出口管道加装一调整门来调整控制水位。
4　结论
永磁调速器成功的解决了旋转负载系统中的对中、软启动、减震、调速及过载保护等问题。尤其是其不产生高次谐波且低速下不造成电机发热的优良调速特性更使其成为风机及泵类设备节能技术改造的首选。永磁调速器的安装方式简单，工程量小，它是安装在电机与负载之间的位置。为了安装永磁调速驱动器，只需在电机与负载之间预留适当空间，并将永磁调速驱动器安装于电机和负载之间即可。在我厂已成功应用于2号机凝泵的节能改造。通过以上试验分析数据可知，取得了良好的节能效果，并且还提高了安全性及可靠性。
参考文献
[1]赵克中.磁力驱动技术与设备[M].北京：化学工业出版社，2003：25-28.
[2]彭科容.永磁磁力耦合器结构与特性研究[D].哈尔滨工业大学，2008.
[3]刘国华.永磁调速器在电厂灰浆泵系统中的应用及分析.

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