可調式磁力耦合器的應用

王佰虎 王海燕

可調式磁力耦合器的應用

王佰虎 王海燕

（山鋼股份濟南分公司化工廠，山東 濟南 250101）摘 要：本文通過一則磁力耦合器在泵類設備上的應用實例，重點介紹了磁力耦合器的結構、原理、應用方向、以及磁力耦合器的優點。

水泵；聯軸器；永磁傳動；可調式

濟鋼化工廠是一家以焦爐荒煤氣凈化和化產品回收與精制為主的化工企業，其工藝主要包括煤氣冷卻、脫硫、硫銨、洗苯、蒸苯、蒸氨、苯精制、粗焦油加工、溶劑脫酚、生物脫酚等。全廠共有設備3000多臺套，其中包括大量泵類、風機類等機電設備，機電類設備耗能占公司能耗的絕大部分。因此，在泵類、風機類等機電設備上進行節能技術的開發應用，對企業整體能耗的降低具有重要意義。通過認真分析，我廠較多設備運行時都不是滿負荷運行，存在較大的調節空間，而且這些設備的負荷調節都是通過控制出口閥門來進行。通過出口閥門調節負荷的做法，可以實現出口閥門后壓力、流量按需調節，但也會增加整個管道的阻力，自然而然的就會多產生一部分能量浪費。如何消除這一部分的浪費，同時保留設備的工作能力，另外還可以讓設備存在較大的調節空間，是我們進行節能降耗的一個方向。通過調查研究，我們決定選取我廠三期系統的循環氨水泵做為試點進行技術改造，采用可調式磁力耦合器代替傳統的機械聯軸器，實現系統壓力、流量的自動調節。經過一段時間的運行觀察，這一改造不僅實現了調節自動化，還實現了節能降耗，另外對于延長設備使用壽命也有較好的效果。下面就本次技術改造過程及磁力耦合器結構、原理簡要介紹如下：

一、本次技術改造原因及效果分析

由于生產特性及設計原因，在化工類企業中，各機電設備往往存在著大馬拉小車的現象，尤其是泵類、風機類設備，在設計之初就會留有較大的調節余量。在正常運行時，各泵類、風機類設備一般通過出口閥門或風門調節系統壓力、流量。這種調節方式不可避免的會產生系統阻力，同時也產生了能耗的浪費。此時若將出口閥門或風門全開，可以消除因阻力增加產生的能耗浪費，但全開后系統的流量就會超過正常需求，這又是一種浪費。所以在出口閥門或風門全開后可通過降低設備轉速實現系統流量的調節，因此我們選擇了我廠三期系統循環氨水泵做為試點進行技術改造，這類設備對流量要求高，而對壓力要求則不是十分嚴格。

設備轉速調節可通過改變電機轉速和改變負載轉速來實現，改變電機轉速可通過增加變頻器來實現，改變負載轉速則可通過增加液力耦合器或磁力耦合器來實現。通過對比分析，我們采用了磁力耦合器這一技術。

改造完成后，我們進行了一年的觀察試用，該泵平均運行電流由14.8A降至13.2A，年節約電耗費用約19萬元，證明磁力耦合器的應用具有較大的節能空間。另外，改造完成后，該設備在運行穩定性方面也有了較大提高，通過設備狀態診斷監測顯示，該泵負載端水平平均振動值由4.5mm/s降至2.5mm/s，設備振動有明顯降低。

二、應用磁力耦合器的優點

通過一年多的試用觀察，我們發現磁力耦合器具有較多的優點，總結如下：

1 具有較大的節能效果

磁力耦合器可實現負載設備轉速的調節，在負載轉速調節到所需轉速時，設備出口閥可實現全部開啟，消除閥門產生的管路阻力，最終實現節能降耗。

2 可實現設備軟啟動

機械聯軸器連接的設備在啟動時，電機相當于帶動負載啟動。安裝了磁力耦合器的設備在啟動初期，磁力耦合器的導體轉子沒有切割磁力線，電機動力不傳遞到負載設備，所以電機類似于空載啟動。電機啟動后，通過調節磁力耦合器的間隙實現電機動力到負載設備的傳遞，直到調節到所需轉速。因此整個啟動過程平穩，沖擊小，具有軟啟動特點。

3 可實現轉速調節

設備正常運轉時，可以通過調節磁力耦合器的空氣間隙來調節導磁轉子與永磁轉子之間的磁力大小，從而實現負載設備轉速的調節。調節過程平穩、無沖擊，且相對于變頻器消除了電磁諧波。

4 可減少設備振動

應用磁力耦合器代替機械聯軸器，電機設備和負載設備之間實現了無物理接觸，電機設備產生的振動不會傳遞到負載設備，負載設備產生的振動也不會傳遞到電機設備，同時也可以消除剛性聯軸器的振動放大效應。

5 可延長設備使用壽命

應用磁力耦合器后，設備負荷調節平穩，沖擊小，實際工作負荷減少，降低了電機繞組、鐵芯的發熱量，延長了電機設備的使用壽命。另外，磁力耦合器的減振作用使電機和負載設備的軸承、密封受振動沖擊小，也可延長其使用壽命。

6 結構簡單、操作簡單

磁力耦合器結構簡單，無磨損件、無材質劣化等問題，故障率低，能適應惡劣環境，相對于其它類型的耦合器幾乎實現了免維護。

三、磁力耦合器的結構、原理簡介

磁力耦合器主要由導體轉子與永磁轉子組成，其中導體轉子與電機設備連接，永磁轉子與負載設備連接。當電機設備拖動導體轉子旋轉時，導體轉子與永磁轉子產生相對無能運動，切割磁力線產生電流，從而產生磁力，帶動永磁轉子旋轉，達到傳遞扭矩的目的。

可調式磁力耦合器相對定矩式磁力耦合器增加了調節機構，可通過調節面板或調節手柄實現遠傳調節或現場調節。

結語

在企業生產過程中，泵類設備或風機類設備往往具有較大的節能空間，如何利用設備的節能空間降低企業的能耗成本已成為企業的當務之急。通過磁力耦合器的應用，不僅可以實現節能，還可以在工藝調節、設備維護方面取得較好的效果，是一項值得推廣的技術。

[1]曾粵.永磁聯軸器在收塵風器風機的應用[J].上海建材，2013（02）.

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