磁悬浮技术引领鼓风机变革

作者:郑燚 文章来源:宁波三菱化学有限公司 发布时间:2012-11-12

磁悬浮离心式鼓风机是一种融入磁悬浮轴承技术和高速电机技术的新型鼓风机,它具有节能环保、结构简单、高效智能、一体化、操作维护简便以及运行费用低等显著优点。广泛应用于污水处理、矿井和隧道的通风以及风洞风源等工业项目中。

节约资源、保护环境是我国的基本国策,目前我国正处于能源匮乏的时期,“十二五”规划将节能减排作为国民经济和社会发展的约束型指标。化工企业若想成功的节省成本,提高企业的竞争力,必须从节省能源着手。

鼓风机是将压缩空气通过管道送入曝气池,供给活性污泥中的微生物生存所需要的氧气。因此鼓风机是化工企业污水处理系统中最重要的工艺设备之一,污水处理厂中鼓风机的能耗占整个污水厂总能耗的36%~50%。选择高效节能的鼓风机对污水厂节能具有重大意义。

宁波三菱化学污水处理现状

宁波三菱化学有限公司创立于2005年4月。主要生产和销售精对苯二甲酸(简称PTA,是生产聚酯的主要原料)产品。本企业日产生废水约6000m3,初期污染雨水约220m3/d。混合废水化学需氧量(COD)约在4500mg/L以下。采用好氧生物处理,处理后废水水质可达到:化学需氧量(COD)120mg/L以下(企业内部控制目标CODcr 100mg/L以下),目前出水基本稳定在40mg/L,钴(Co)1.0mg/L以下,低于一级排放标准。处理后废水排至污水提升泵站废水监测池。污水处理站建设规模为每小时处理污水300m3,污水处理工艺流程简图如图1所示。

磁悬浮离心式鼓风机技术

磁悬浮离心式鼓风机是一种最近发展起来的新型鼓风机,重点解决污水处理使用罗茨风机电耗高的问题。

结构

磁悬浮离心式鼓风机的主要部件包括高效离心叶轮、磁悬浮轴承、同步永磁电机和专用变频器四部分。“磁谷”磁悬浮离心式鼓风机的结构如图2所示,运行曲线如图3所示。

特点和应用

磁悬浮轴承的功能是实现转轴悬浮。它通过内置的位置传感器检测转轴的位置信号,将此信号送入磁悬浮轴承控制器进行调理、运算和放大得到控制电流,再将该控制电流输入磁轴承,产生对转子可控的吸力,从而实现转轴的悬浮。

同步永磁电机的功能是驱动转轴的旋转。它通过变频电源产生频率可调的交变电流,将此交变电流输入电机定子即产生旋转磁场,带动转轴高速旋转。

风机的功能是实现鼓风。随转轴一同做高速旋转的叶轮带动空气从蜗壳的进气口进入,空气在蜗壳的导向与增压作用下成为具有一定流速与压力的气体,最后从蜗壳的出气口鼓出,这就实现了风机的鼓风。

优势

高效率,节能。采用自主设计的高效离心叶轮、高效同步永磁电机驱动和无接触式磁悬浮轴承技术,与传统的容积式罗茨风机相比节能约30%;与传统的多级离心风机相比节能约20%;与传统的齿轮增速单级离心鼓风机相比节能约12%。

低振动,低噪声。采用先进的磁悬浮轴承系统,转动部件与机械系统无接触,无机械摩擦,运转稳定,振动小,整机噪声很低。

无润滑油,无机械保养。采用先进的磁悬浮轴承技术,省却了传统风机所必需的复杂齿轮变速箱及油性轴承系统,做到了无润滑油、无机械保养。有效地降低了用户的维护成本,提高了曝气系统及整个污水厂运行稳定性。

易安装。磁悬浮离心式鼓风机重量轻、体积小,无需大型起吊设备,两名技术人员即可轻松完成安装工作。

易维护。日常维护仅仅需要更换空气过滤布,方便简单。

远程监控。鼓风机增加了远程监控功能,更便捷、更及时地为客户贴身服务。实现了远程集中控制及数据的无线远程传输,为风机的运行提供了必要的技术参数依据和故障查询依据。

“磁谷”磁悬浮离心式鼓风机与单极齿轮增速离心式鼓风机的主要性能比较如表1所示。

2011年11月30日至2012年5月7日,南京磁谷科技有限公司(目前国内惟一具有设计和制造磁悬浮离心式鼓风机能力的专业公司,产品注册商标“磁谷”,被科技部环保部认定为“国家重点新产品”。)在宁波三菱化学有限公司安排的现场测试,数据如图4。

测试目标是:每台100m3/min风量,出口压力80KPa的磁悬浮离心式鼓风机比罗茨风机电耗下降55kW,实际测试结果下降了56kW,现场噪声很小,测试的5个月期间中运行很稳定,没有出现故障,本次测试相当成功,现场测试图片见图5。

小结

节能高效:磁悬浮离心式鼓风机采用磁悬浮轴承,无接触损失和机械损失,实现了高转速无极变转速调节,使得风机运行效率可高达84.5%。比传统的罗茨风机可以节省25%以上的电能,还有变频功能,节能空间进一步扩大。

噪声低,安装方便:由于采用整体箱式结构,风机噪声在80dB以下,机体震动极小,无需做安装基础。

系统集成性高:具有进口过滤器、冷却系统、全自动防喘震系统、停电和故障保护系统等,用户无需采购其他部件。实时显示的中文触摸屏,为操作工人带来方便及减少操作事故的发生。

通过这次测试,发现磁悬浮离心式鼓风机有很多其他风机不具备的优势,在工业废水应用中有比较广阔的前景,值得推广。

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