某水泥公司2500t/d生产线配套4.5MW余热发电系统，冷凝器循环冷却水通过安装在冷却塔上的风机通风降温。冷却塔内部冷却风机传动部分及动力部分长时间运行后，会导致冷却塔风机振动较大，影响风机安全运行，存在较大的安全隐患。通过使用我公司永磁电机改造，省去了减速器及连接长轴，避免了振动，确保了系统安全稳定运行。同时，使用永磁电机后节能效果明显。
背景
余热发电冷却塔风机电机采用异步Y系列电动机，该电动机属于国家高耗能落后机电设备中淘汰的设备。减速器与电机传动之间由近3m长的长轴连接，长时间运行后，减速器及传动轴的磨损引起较大的振动，已经影响设备的安全运行，需要更新，但整套更换的总体成本高于永磁电机的成本，因此建议对永磁电机进行改造，以避免振动。然而，整套更换的总体成本较高，与永磁电机相比，成本差异并不大，因此建议将风机电机更换为高效永磁低速直驱电机，在工业领域节能效果明显。
改造要求和技术分析
原风机传动系统为异步电动机+传动轴+减速器，存在以下技术缺陷：①传动过程复杂，工艺损耗大，效率低；
②元件故障点有3个，增加了维护、检修的工作量；
③专用减速器零部件及润滑成本高；
④无变频调速，不能调节转速，造成电能的浪费。
高效永磁低速直驱方式具有以下优点：
①高效节能；
②可直接满足负载的转速和转矩要求；
③没有减速器和传动轴，降低了机械故障率，提高了可靠性；
④采用变频器控制，调速范围0~200 r/min。由此将驱动设备结构改为高效永磁低速直驱电机，发挥其低转速、大扭矩的特点，减少设备的故障点，大大降低了维护成本和维修难度，降低了损耗。通过永磁高效低速直驱电机改造，可节省电能约25%，达到降本增效的目的。
改造计划
根据现场条件和现场要求，设计高效永磁低速直驱电机，将电机及风机现场安装，并在动力室增设变频器控制柜，实现中央控制自动控制启停及转速调节。电机绕组、轴承温度及振动测量仪表均在现场更换，并可通过中央控制室进行监控。新旧驱动系统参数见表1，改造前后现场照片如图1所示。
图 1
独创的长轴和变速箱结构永磁电机直联风扇
影响
余热发电循环塔冷却风机系统改为永磁直驱电机后，节省电能达25%左右，当风机转速为173r/min时，电机电流为42A，与改造前电机电流58A相比，每台电机每天减少功率8kW，两台电机共节电16kW，年运行时间按270d计算，年节省费用为16kW×24h×270d×0.5元/kWh=5180万元。项目总投资25万元，由于减少减速机、电机、传动轴购置费用12万元，同时减少设备停机损失，回收周期为（25-12）÷5.18=2.51（年）。淘汰了老旧低效耗能设备，设备运行安全平稳，投资效益和安全运行效果明显。
铭腾简介
安徽明腾永磁机电设备有限公司（https://www.mingtengmotor.com/）是一家集永磁电机研发、制造、销售、服务于一体的高新技术企业。
公司是“国家机电能效提升产业联盟”理事单位、“电机与系统节能技术创新产业联盟”副理事长单位，负责起草GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》、JB/T 13297-2017《TYE4系列三相永磁同步电动机技术条件（80-355块）》、JB/T 12681-2016《TYCKK系列（IP44）高效高压永磁同步电动机技术条件》等多项永磁电机相关国家、行业标准。公司荣获“中国电机工程学会电机专业委员会”称号。 2023年国家专精特新企业，产品通过中国质量认证中心节能认证，并入围国家工信部2019年、2021年第五批绿色设计产品名单及“能效之星”产品目录。
公司始终坚持自主创新，秉承“一流的产品、一流的管理、一流的服务、一流的品牌”的企业方针，打造一支在中国永磁电机研发及应用领域具有影响力的创新团队，为用户量身定制智能永磁电机系统节能解决方案，公司的高压、低压、直驱、防爆永磁电机已在矿山、钢铁、电力等不同领域的风机、水泵、带磨机、球磨机、搅拌机、破碎机、刮土机、抽油机、纺纱机等多种负载上成功运行，取得了良好的节能效果，获得了广泛好评。
发布时间：2024年3月28日