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自平衡泵在渣漿泵高壓密封水的故障排除與應(yīng)用

　　1 永磁傳動(dòng)技術(shù)原理及優(yōu)點(diǎn)

　　永磁調(diào)速是近年興起的一種創(chuàng)新的、突破性的調(diào)速節(jié)能技術(shù)，采用磁力非接觸的傳遞扭矩，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的無級(jí)調(diào)速，是專門針對(duì)風(fēng)機(jī)、泵類離心負(fù)載調(diào)速節(jié)能的適用技術(shù)。它具有效率高且節(jié)能、高可靠性、低故障率、無剛性連接傳遞扭矩、減少系統(tǒng)振動(dòng)和方便維修等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)是當(dāng)前對(duì)于選煤廠渣漿泵較佳的調(diào)速節(jié)能技術(shù)。

　　1.1 永磁傳動(dòng)技術(shù)原理

　　電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)導(dǎo)體主動(dòng)轉(zhuǎn)子在裝有強(qiáng)稀土磁鐵磁盤從動(dòng)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁力線，因而在導(dǎo)磁盤中產(chǎn)生渦電流，繼而產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)和永磁場(chǎng)之間基于磁性的吸合和排斥拉動(dòng)從動(dòng)轉(zhuǎn)載，實(shí)現(xiàn)電機(jī)負(fù)載之間的轉(zhuǎn)矩傳輸。

　　1.2 永磁調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)

1. 　　節(jié)能效果顯著�？稍诰�調(diào)節(jié)氣隙無級(jí)調(diào)速，節(jié)能率達(dá)到10%～30%。
2. 　　帶緩沖的軟啟動(dòng)。可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的空載啟動(dòng)，減少電機(jī)的沖擊電流。
3. 　　降低振動(dòng)。主動(dòng)轉(zhuǎn)子和從動(dòng)轉(zhuǎn)子無剛性連接，作業(yè)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)非常小。
4. 　　可靠性高，維護(hù)簡單。永磁調(diào)速為純機(jī)械結(jié)構(gòu)，運(yùn)行過程中產(chǎn)生的故障率非常低，維護(hù)和保養(yǎng)成本低。
5. 　　無諧波產(chǎn)生。永磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，該運(yùn)行過程不會(huì)產(chǎn)生諧波，對(duì)供電電網(wǎng)沒有影響。
6. 　　環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。永磁調(diào)速節(jié)能裝置可以適用于煤礦各類復(fù)雜的工作環(huán)境，比如潮濕、高粉塵、高溫度、防爆等，為其節(jié)能應(yīng)用推廣提供便利。
7. 　　保護(hù)設(shè)備。該裝置可有效地保護(hù)電機(jī)和負(fù)載，可以降低設(shè)備運(yùn)行的故障率，提高設(shè)備的使用壽命。

　　2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

　　2.1 永磁調(diào)速節(jié)能的原理

　　對(duì)于離心式水泵，其各項(xiàng)性能參數(shù)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下：Q1/Q2=n1/n2(流量變化與轉(zhuǎn)速變化成正比);P1/P2=(n1/n2)3(負(fù)載功率變化與轉(zhuǎn)速變化的立方成正比);T1/T2(n1/n2)2(載扭矩變化與轉(zhuǎn)速變化的立方成正比)。

　　從以上的公式可以看出，當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，所需的功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比。當(dāng)工作中的離心泵轉(zhuǎn)速降低時(shí)需求功率隨之降低。

　　當(dāng)永磁調(diào)速對(duì)離心泵降速時(shí)，可以保持電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變。電機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩、關(guān)系為：電機(jī)功率P=T×ω(功率=扭矩×轉(zhuǎn)速)。根據(jù)離心泵的工作特性，安裝對(duì)永磁調(diào)速節(jié)能裝置后，電機(jī)功率P、負(fù)載轉(zhuǎn)速 n 關(guān)系如下：電機(jī)功率 P1/P2=(n1/n2)2，電機(jī)功率與離心泵轉(zhuǎn)速的平方成正比，降低離心泵轉(zhuǎn)速就能實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的調(diào)速節(jié)能。

　　2.2 永磁調(diào)速器的控制邏輯

　　永磁調(diào)速可接收來自DCS或PLC系統(tǒng)的4～20mA控制信號(hào)，根據(jù)控制信號(hào)的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)離心水泵的轉(zhuǎn)速，以響應(yīng)系統(tǒng)對(duì)流量、壓力、溫度等的要求。系統(tǒng)的流量、壓力或溫度等值，發(fā)生變化或系統(tǒng)需求發(fā)生變化時(shí)，DCS或PLC檢測(cè)到這些信號(hào)的變化，經(jīng)計(jì)算分析后調(diào)整給永磁調(diào)速器控制信號(hào)的大小。永磁調(diào)速器自動(dòng)響應(yīng)信號(hào)的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載側(cè)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

　　2.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

　　2.3.1 與軟啟動(dòng)器進(jìn)行對(duì)比分析

　　在電機(jī)運(yùn)行過程中使用鉗形表測(cè)得的三相電流，軟啟動(dòng)與永磁調(diào)速器運(yùn)行電流對(duì)比所示，其中永磁調(diào)速器第5組和第6組測(cè)試均為重載時(shí)煤泥水濃度較高的電機(jī)運(yùn)行電流的情況。

　　2.3.2 振動(dòng)分析

　　通過采用振動(dòng)測(cè)試儀對(duì)濃縮機(jī)底流泵進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，分別對(duì)比了改造前和改造后的振動(dòng)情況。

　　應(yīng)用永磁調(diào)速裝置后，電機(jī)和負(fù)載各方向的振動(dòng)量降低了90%，減小至改造前的10%左右，電機(jī)和負(fù)載運(yùn)行過程更加平穩(wěn)，更加有利于延長設(shè)備使用壽命，大大減少了日后的維護(hù)量，從而降低維護(hù)成本。

　　2.3.3 啟動(dòng)電流分析

　　通過現(xiàn)場(chǎng)觀察軟啟動(dòng)器和永磁調(diào)速器分別控制電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流，可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用永磁調(diào)速器時(shí)，啟動(dòng)電流明顯低于軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電流，即永磁調(diào)速器控制電機(jī)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊較小，對(duì)整個(gè)選煤廠供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

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