立式永磁调速机构在ⅱ级凝泵上的应用.doc

立式永磁调速机构在II级凝泵上的应用【摘要】本文简述了永磁调速器的工作原理及特点，立式永磁机构 在电厂II级凝泵上的改造实例，改造中出现的问题进行了剖析，并针对改 造中出现的问题提出了处理和解决方案关键词】立式；II级凝泵；永磁调速；应用x X电厂采用2X320MW机组，每台机组的凝结水系统配置3台II级凝 泵(编号RM526、RM527、RM528),为立式多级泵，由电动机、联轴器、泵 等组成电机型号：YLS355-46KV 315kW、1485r/min0该系统使用的定速 泵，用出口母管上的阀门(RM088A、RM088B)调节凝结水流量，主要是根 据运行工况的需要调节阀门开度实现水的流量调节，由于在机组非满负荷 工况下凝泵出口调节阀节流作用的存在，导致能源浪费同时，对于较大 容量的立式电机，运行中也存在电机轴承承重大易损坏，电机故障多，维 护费用大的问题希望通过改造通过降低II级凝泵平台的振动，并实现流 量自动调节，降低由于阀门节流造成的能量损耗1立式永磁调速技术原理立式永磁磁力耦合调速驱动器主要由铜导体、永磁转子、控制器和轴 承座四部分组成铜导体通过对轮固定在电动机轴上，永磁转子通过轴承 座及对轮固定在泵轴上。

两片铜超导体和永磁转子的两片磁盘共同组成可 调节气隙的永磁机构当电机转动时，一端稀有金属氧化物硼铁车女永磁体 产生永磁场，另一端铜导体在永磁场中切割磁力线产生感应磁场，两磁场 相互啮合形成磁链接，带动泵轴转动，并通过调节永磁体和铜导体之间的 气隙就可以控制传递扭矩的大小，从而获得可调整、可控制的负载转速， 实现负载转速的调节立式永磁及永磁机构的结构见下图所示2立式永磁调速与高压变频调速的性能比较（1） 两种调速系统调速原理方面的对比：永磁调速器是通过铜导体 和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输，该技术实现了在电 动机侧和负载侧没有机械链接高压变频器是通过交-直-交等模式，通过 电了元器件及相关的软件算法和控制逻辑实现变频器输出电压的频率调 节，通过改变频率可以直接调节异步电机的转速均能在II级凝泵电机上 使用，实现调速功能2） 两种调速系统结构和维护性的对比：永磁调节器类似于机械调 节，改造时需增加一套永磁机构、一套气隙调整机构及相应的测量装置、 以及一个轴承座，并将电机加高，机械方面的检修工作量增加高压变频 调节器结构复杂，功率元器件、控制环节较多，故障率较高，后期的维护 费用较多，需增加定量的备品备件以提高检修速度。

3） II级凝泵电机调速设备占用场地情况：高压变频器需要独立布 置，占用场地较大，3台II级凝泵电机高压变频器至少需要40m2面积，而 永磁调节器直接安装在泵与电机之间无需另外占用场地4） 环境的适应性：高压变频器对运行环境的要求较高，大部分变 频器要求环境温度不能超过40度，小室内必须加装空调或通风设备永 磁调节器对环境没有特殊要求，直接安装在II级凝泵电机本体处，永磁体 采用自然风冷，监控温度只要不超过150度就能正常运行5） II级凝泵电机节能效果：调速范围在80%~100%之间时，采用 永磁调速节能效果与变频调速相当在低速时,因电机的空载损耗占损耗 成分较大，因此节能效果比变频器差6） II级凝泵电机与泵的隔振：高压变频器直接控制电机的转速， 泵转子的振动会传递到电机转子上，没有隔振的作用永磁调节器安装在 电机与泵之间，电机转子与泵的转子有气隙、无直接机械连结，能够实现 很好的隔振的作用综上所述，在技术性能方面，立式永磁调节器在结构、环境的适应性、 占用场地、电机与泵的隔振等方面比高压变频器有一定的优势；在节能效 果、设备噪音、维修工作量、技术的成熟度和可靠性上永磁调节器比高压 变频器稍差。

3 II级凝泵永磁改造方案的实施（1） 实施方案电厂与厂家技术人员经过多次讨论，决定采用直接加高的方案进行改 造，在原电机和水泵之间加装约1.1米高的永磁座及轴承座，电机不增设 独立的安装平台，重量约增加L5吨改造后将转速信号及上下导体盘温 度信号送至集控室DCS,并与原电厂除氧器液位信号、泵出口压力及出口 母管上的阀门（RM088A. RM088B）实现联调，经过近一个月的安装调试后, 于2008年12月4日正式投入运行2） 改造过程中发现的问题正式运行一个月后，两台永磁机构轴承座轴承损坏，先后退出运行三台凝泵轴承座经重新改进后，于2009年3月再次投入运行2010年3 月II级凝泵丙永磁机构解体，上下导体盘6块固定支架全部断裂飞出，下 磁盘与下导体盘吸死，电机前端盖固定螺丝振断5根，3根被拉长，水泵 固定螺栓均不同程度拉长故障发生后，三台永磁机构全部退出运行后 经半年的技术改造后，三台永磁机构再次投入运行，至今运行正常4 II级凝泵永磁改造的经验教训1） 立式永磁机构比卧式永磁机构复杂，安装和检修相对困难，拆 装的工作量十分庞大，安装需涉及电气、机务、热控和起重等多种专业 II级凝泵属于电厂重要辅机设备，运行中一旦发生故障，即进入抢修流程, 运行、检修人员工作压力较大。

根据实践经验，目前的立式永磁机构不适 合应用在重要设备上2） 轴承座的设计需重点考虑，轴承座的设计和选型要根据水泵的 特点进行我厂的两次解列都是由于轴承座的设计缺陷造成由于轴承座 在运行中巡查困难，现场噪音较大，一旦轴承座轴承故障，易造成重大故 障，需增加轴承座温度测点3） 三台II级凝泵属于并联运行，一台退出运行后，易发生抢流量 现象，不能长期并联运行4） 永磁散热风扇运行中噪音大，实测过到102分贝，并且无合适 的降噪手段永磁机构不适合对噪音要求较高的环境5） 永磁调整的实际调速范围易受到永磁盘温度的限制，低负荷段 永磁盘发热严重，无法低负荷运行，限制了永磁调速的节能空间设计中 可以考虑适度增加永磁盘的额定转矩6）气隙调整由于导程滑块的原因无法实现无级调速，容易发生调 速失稳的现象，比如需要调整到65%开度，但由于此开度无法达到，造成 执行器无法稳定永磁机构不太适合对开度要求较高的环境7）永磁机构安装后，应单独设立电机固定平台，否则电机的轴承 寿命及轴承座的使用寿命将大幅度缩短，增加检修工作量及维护成本5结束语永磁调速是一个新生的技术，在投入实际运行初期，会发生许多设计 时未考虑到的问题。

对于新技术的采用需要有一个严谨的态度，不能盲目 迷信国外的新技术XX电厂的立式永磁改造项目的实际应用推动了永磁 技术的成长与进步，但也付出了高昂的代价作者简介：黄超，男，1974年生1992年毕业于华北电力大学除尘输灰系统及 其自动化专业，硕士，工程师，现在华能南京电厂从事电气一次检修及高 压试验工作。