国家重点节能技术推广目录第五批:永磁涡流柔性传动技术。
项目第五批目录节选(永磁涡流柔性传动节能项目技术报告篇)
永磁涡流柔性传动节能技术
一、技术名称:永磁涡流柔性传动节能技术
二、适用范围:通用机械行业 石油、天然气、化工、造纸、发电、灌浆、海事、矿业、水泥、水和废水等制造行业的泵机、风机、传送带等设备
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状
目前,全国现有各类电机系统总装机容量约7 亿kW,占全国总用电量的60%。其中,风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量分别占全国总用电量的10.4%、20.9%、9.4%和6%。一方面,电动机及被拖动设备普遍存在系统匹配不合理的问题,“大马拉小车”现象严重,使设备长期低负荷运行;另一方面,系统调节方式落后,运行效率比国外先进水平约低10%~20%,相当于每年浪费电能约5000 亿kWh,节电潜力巨大。
四、技术内容
1.技术原理
永磁涡流柔性传动节能装置主要由两部分组成:一部分由连接在负载侧的高强度永磁体转子组成;另一部分由连接在驱动侧的导体转子组成。导体转子和永磁转子是非接触的,可以自由地独立旋转。当导体转子旋转时,导体转子与永磁转子产生相对运动,交变磁场通过气隙在导体转子上产生涡流;同时,涡流产生感应磁场与永磁转子相互作用,从而带动永磁转子沿着与导体转子相同方向旋转,在负载侧输出轴上产生转矩,从而带动负载做旋转运动。通过调节永磁转子和导体转子之间的气隙就可以控制输出转矩,从而获得可调整、可控制、可重复的负载转速,进而实现电机功率可控,达到节能的目的。
2.关键技术
(1)转速范围:0~3000r/min;
(2)适配电机功率:30~2000kW;
(3)转矩范围:0~12000Nm;
(4)工作温度范围:0~98%;
(5)气隙调节范围:2~40mm。
3.工艺流程
五、主要技术指标
1.转速范围:0~3000r/min;
2.适配电机功率:30~2000kW;
3.转矩范围:0~12000Nm;
4.工作温度范围:0~98%;
5.气隙调节范围:2mm~40mm。
六、技术应用情况
该技术已获得4 项国家专利,其中1 项发明专利和3 项实用新型专利。2011 年该技术通过省级新产品、新技术的鉴定。该技术可广泛应用于发电、冶金、石化、水处理、采矿与水泥、造纸、暖通空调、海运等行业的泵、风机、离心机、输送带及其它电机驱动装置。目前,已成功在鞍钢、宝钢及海华发电等企业应用。
七、典型用户及投资效益
典型用户:鞍钢、宝钢、济钢、海华发电等企业
典型案例1
建设规模:3kV、300kW,1500rpm/min 两台送风机。主要技改内容:在电机和送风机之间安装永磁涡流柔性传动装置,主要设备为2 台永磁涡流柔性传动节能装置。节能技改投资额110 万元,建设期1 个月。年节能量312tce,年节能经济效益为70万元,投资回收期约1.6 年。
典型案例2
建设规模:炼钢厂过滤器电压10kV、功率为180kW 的送水泵作业区。主要技改内容:在电机和水泵之间安装水冷型永磁涡流柔性传动节能装置,主要设备为3 台水冷型永磁涡流柔性传动节能装置。节能技改投资额144 万元,建设期约20 天。每年可节省电能84.9 万kWh(电机工作时间按300 天计算),折297tce,年节能经济效益63 万元,投资回收期约2.3 年。
八、推广前景和节能潜力
据了解,目前全社会的能耗约有70%集中在冶金、化工、煤炭、电力、建材工业等高耗能领域。其中工业电动机用电量约占总电量的三分之一,且一半用于风机、泵、压缩机的驱动,三分之二的风机、泵类械在运行中需要调节流量。风机用电量约占全国发电量的10%。其中,矿山使用的风机占全国采矿用电总量的30%,钢铁工业使用风机用电量占其生产总用电量的20%,煤炭工业使用风机的用电量占煤炭总用电量的17%。如果所有电机效率提高5%,则全年可节约电量达765亿kW,预计到2015 年在相关行业可推广8%,形成的年节能能力约为200 万tce。