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永磁電機在煤磨傳動系統的改造及應用

2020-04-15
李哲
(邢臺金隅詠寧水泥有限公司)
  摘 要:邢臺金隅詠寧水泥有限公司兩條新型干法熟料生產線配套建設的煤磨原有電機拖動模式為“電機+減速機”,功率因數低,耗電量大。經調研論證后,將原有傳統拖動模式改造成永磁電機直驅拖動磨體的模式,文中主要闡述了永磁直驅電機改造過程及改造前后節能的對比情況。
  關鍵字:永磁直驅電機;節能改造
  1 技改背景
  邢臺金隅詠寧水泥有限公司(以下簡稱“金隅詠寧”)現有兩臺煤磨,原有電機拖動模式為“電機+減速機”(YRKK560-6型900kW6kV高壓電機+JCX80型速比為7的減速機)。原有拖動模式電機見圖1。電機本身功率因數低,已連續使用15年,設備磨損老化,運行電流較高且波動幅度大,耗電量高。本次技改主要考慮由永磁電機(TPYM900-30型900kW6kV)直接驅動設備的方式替換傳統的電機+減速機的拖動模式,省去減速機負荷,提高傳動效率。
圖1 原有拖動模式電機
  永磁電機的優勢:
 ?。?)永磁電機功率因數更高,由高壓變頻器調節頻率,節電效果更好。
 ?。?)永磁電動機與機械負載直接相連,消除了低速大轉矩傳動系統中的電機與機械負載之間的各個傳動環節,大幅度簡化了機械裝備的傳動鏈。
 ?。?)噪音小,無污染,免維護。取消了減速機、液力耦合器等故障率高的機械裝置,節省了日常維護費用、潤滑費用及所耽擱的工作時間。
  2 技改過程
  2.1永磁電機技術簡介
  TPYM系列永磁電動機是磨機專用永磁直驅電機。電機頻率為5~50Hz;電壓等級為6000V;F級絕緣;冷卻方法為水冷;防護等級IP54;安裝方式IMB3,符合國家標準GB755《旋轉電機定額和性能》的規定。電動機機座用鋼板焊成,采用油脂潤滑的滾動軸承。電動機線圈鐵芯經真空壓力浸漆,使繞阻有良好的絕緣性能和可靠的防潮性。
  定子鐵芯:用0.5mm厚的低損耗硅鋼沖片疊壓而成,沖片兩面涂有絕緣漆。
  轉子鐵芯:用0.5mm厚的低損耗硅鋼沖片疊壓而成,沖片兩面涂有絕緣漆。
  定子繞阻:定子繞阻采用F級漆包線和絕緣材料。
  永磁體:TPYM系列永磁同步電動機的永磁體采用180℃耐溫的高性能釹鐵硼稀土永磁材料。
  2.2技改方案
  2.2.1機械方面
  我公司將原有電機及減速機拆除后,因技改永磁電機與原電機底座尺寸不同,需重新做電機底座,電機底座制作過程:(1)用風鎬、電鎬將原有基礎混凝土進行松動處理;(2)對原有混凝土基礎內面植筋,植筋深度為20d=400mm;(3)新設計混凝土基礎砼用C40混凝土;(4)新混凝土基礎東、北側放設挑板1500mm寬,南側挑板1000mm,根部150mm,端部100mm;(5)在新基礎施工過程中嚴格執行《混凝土結構工程施工規范》、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》、《建筑工程冬期施工規程》。永磁電機改造土建施工圖見圖2,圖3。
圖2 永磁電機改造土建施工俯視圖
圖3 永磁電機改造土建施工剖面圖
  基礎施工完成后通過4個10t倒鏈將永磁電機吊裝、找正。
  2.2.2電氣方面
  將原有為舊電機提供電源的高壓柜控制回路作了部分改動,高壓柜連接高壓變頻器,中控DCS系統驅動高壓變頻器控制電機啟停。技改后的永磁電機直驅拖動模式見圖4。
圖4 技改后的永磁電機直驅拖動模式
  3 經濟效益及社會效益
  技改后,永磁電機由高壓變頻器驅動,生產運行時頻率設定為45~46Hz即可達到原有傳統拖動模式下的磨機轉速,滿足生產需求,運行電流降低。直驅拖動模式沒有減速機,降低傳動負荷,進一步降低運行電流。相比原有電機,永磁電機功率因數提高,節能效果明顯。
  本項目技改投資約140萬元,對我公司2#煤磨主電機進行技術改造,技改完成后一臺永磁電機年可節電約120萬kWh,折合電費約70萬元,預計兩年可收回投資成本。
  一年節電折合標準煤約165.4t,減少CO2排放約450噸。
(來源:水泥工匠)