自平衡泵在渣浆泵高压密封水的故障排除与应用

　　1 永磁传动技术原理及优点

　　永磁调速是近年兴起的一种创新的、突破性的调速节能技术，采用磁力非接触的传递扭矩，并能实现对负载的无级调速，是专门针对风机、泵类离心负载调速节能的适用技术。它具有效率高且节能、高可靠性、低故障率、无刚性连接传递扭矩、减少系统振动和方便维修等优点。该技术是当前对于选煤厂渣浆泵较佳的调速节能技术。

　　1.1 永磁传动技术原理

　　电机旋转时带动导体主动转子在装有强稀土磁铁磁盘从动转子所产生的强磁场中切割磁力线，因而在导磁盘中产生涡电流，继而产生感应磁场，感应磁场和永磁场之间基于磁性的吸合和排斥拉动从动转载，实现电机负载之间的转矩传输。

　　1.2 永磁调速的优点

1. 　　节能效果显著。可在线调节气隙无级调速，节能率达到10%～30%。
2. 　　带缓冲的软启动。可实现电机的空载启动，减少电机的冲击电流。
3. 　　降低振动。主动转子和从动转子无刚性连接，作业时产生振动非常小。
4. 　　可靠性高，维护简单。永磁调速为纯机械结构，运行过程中产生的故障率非常低，维护和保养成本低。
5. 　　无谐波产生。永磁场驱动负载运行，该运行过程不会产生谐波，对供电电网没有影响。
6. 　　环境适应性强。永磁调速节能装置可以适用于煤矿各类复杂的工作环境，比如潮湿、高粉尘、高温度、防爆等，为其节能应用推广提供便利。
7. 　　保护设备。该装置可有效地保护电机和负载，可以降低设备运行的故障率，提高设备的使用寿命。

　　2 现场应用情况

　　2.1 永磁调速节能的原理

　　对于离心式水泵，其各项性能参数与转速的关系如下：Q1/Q2=n1/n2(流量变化与转速变化成正比);P1/P2=(n1/n2)3(负载功率变化与转速变化的立方成正比);T1/T2(n1/n2)2(载扭矩变化与转速变化的立方成正比)。

　　从以上的公式可以看出，当离心泵的转速降低时，所需的功率与转速三次方成正比。当工作中的离心泵转速降低时需求功率随之降低。

　　当永磁调速对离心泵降速时，可以保持电机的转速不变。电机功率、转速、扭矩、关系为：电机功率P=T×ω(功率=扭矩×转速)。根据离心泵的工作特性，安装对永磁调速节能装置后，电机功率P、负载转速 n 关系如下：电机功率 P1/P2=(n1/n2)2，电机功率与离心泵转速的平方成正比，降低离心泵转速就能实现对电机的调速节能。

　　2.2 永磁调速器的控制逻辑

　　永磁调速可接收来自DCS或PLC系统的4～20mA控制信号，根据控制信号的大小自动调节离心水泵的转速，以响应系统对流量、压力、温度等的要求。系统的流量、压力或温度等值，发生变化或系统需求发生变化时，DCS或PLC检测到这些信号的变化，经计算分析后调整给永磁调速器控制信号的大小。永磁调速器自动响应信号的变化，自动调节负载侧的转速，实现闭环控制。

　　2.3 现场应用效果分析

　　2.3.1 与软启动器进行对比分析

　　在电机运行过程中使用钳形表测得的三相电流，软启动与永磁调速器运行电流对比所示，其中永磁调速器第5组和第6组测试均为重载时煤泥水浓度较高的电机运行电流的情况。

　　2.3.2 振动分析

　　通过采用振动测试仪对浓缩机底流泵进行振动测试，分别对比了改造前和改造后的振动情况。

　　应用永磁调速装置后，电机和负载各方向的振动量降低了90%，减小至改造前的10%左右，电机和负载运行过程更加平稳，更加有利于延长设备使用寿命，大大减少了日后的维护量，从而降低维护成本。

　　2.3.3 启动电流分析

　　通过现场观察软启动器和永磁调速器分别控制电机启动时的启动电流，可发现，当使用永磁调速器时，启动电流明显低于软启动器启动电流，即永磁调速器控制电机时对电网冲击较小，对整个选煤厂供电系统的稳定运行具有重要意义。

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