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磁悬浮鼓风机-引领传统工业风机行业的变革

发表时间: 2021-08-11 07:52:18

作者: 佛山市土禾设备实业有限公司

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风机简介

风机是输入机械能转化为压力势能,通过提高气体压力来输送气体的机械。我们通常将排气压力小于200kPa的流体设备统称为风机,通常所说的风机包括通风机,鼓风机。

风机作为工业三大通用设备之一,在工业生产的过程中起到了至关重要的作用,主要应用于动力输送、通风换气以及助燃介质。同时风机也承担了工业生产中10-30%甚至更高的电能消耗。

发展历史

风机的发明最早可以追溯到中国的公元前,那时中国就已制造出简单的木制砻谷风车,它的作用原理与现代离心风机基本相同,通过手动输入机械能转化为空气动能,用途也和现代风机极为相似,筛选出粮食表皮并输送出来。一直到1862年,西方国家开始发明离心风机,此后经过一百多年的时间,风机才逐渐演变成现代所使用的样子。
      设备分类

现代风机根据气体流动的方向可以分为离心式、轴流式和回转式三种,三种类型风机对比如下:

轴流风机的结构较简单,其用途也较为单一,一般只用于通风换气的场所。其排气风压较低,计算效率时一般可将其视为不可压缩流体,因此效率较高,不在磁悬浮鼓风机改造范围之内。

罗茨风机属于回转风机,也叫容积式风机,是目前应用磁悬浮鼓风机节能改造的主要对象,罗茨风机广泛应用于气固两相流气力输送、污水曝气处理等工艺,因其噪音大、能效低、使用环境污染大等原因,罗茨风机的节能改造成为了最主要的改造目标。

磁悬浮鼓风机按照上述分类属于离心式鼓风机,但其叶轮为钛合金材质,采用三元流设计,减少气体流动阻力,轴承为磁悬浮轴承,主轴与轴承之间零接触,相比普通轴承减少了机械摩擦,同时也减少了润滑油的使用,并实现了现代化智能控制以及远程监测。相比普通的离心风机运行效率高,智能化高,现代化程度更高。

节能分析

目前应用磁悬浮鼓风机改造替换的主要对象是罗茨风机,对比罗茨风机,磁悬浮鼓风机的节能主要体现在以下几个方面:

  应用磁悬浮轴承,利用磁性原理使电机和叶轮的主轴悬浮,无接触、无摩擦也无需润滑,完全消除了轴承部分的机械磨损,此部分节能率约5%。

叶轮采用三元流设计,材质使用高强度航空锻造铝合金或钛合金 ,相比传统离心风机叶轮大大降低流动阻力,从而提高运行效

率,而罗茨风机的变容积运行方式,随着运行压力的升高,内泄漏增加,运行效率低下,排气压力80kPa的罗茨风机其绝热效率仅60%左右,磁悬浮鼓风机的绝热效率可达80%-90%。

  采用高速直驱永磁同步电机,电机效率可达97%,相比普通三相异步电机效率高出8~10%,高速直驱的传动方式相比齿轮或者皮带减少机械摩擦,在变频工作状态下永磁电机也更省电。

       改造对比

  对比传统工业风机,使用磁悬浮风机改造后除产生非常可观的节能收益之外,较低的噪音,美观大方的外形以及智能化的操作界面等优势也大大优于工业领域的传统风机。以罗茨风机改造为例,改造前后的对比情况如下所示:

作者小结

2020年12月31日,国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、自然资源部四部门联合发布了《绿色技术推广目录(2020年)》,其中“磁悬浮离心鼓风机综合节能技术”位列第二项,也是工业领域节能技术首项,在此之前,磁浮鼓风机技术已被《国家工业节能技术装备推荐目录(2019)》和《国家重大节能低碳技术目录2017年本节能部分》收录。由此可见,磁悬浮鼓风机技术的成熟可靠性也得到了相关部门的认可。

综上所述,应用磁悬浮鼓风机在工业鼓风机领域实施改造,其改造效果是划时代性的,节能率的大幅度提升,使用环境的巨大改善,智能化的从无到有均体现了磁悬浮鼓风机相比传统风机的绝对优势。目前已实施的改造项目中,除罗茨风机改造节能率较高外,其他类型风机的改造也有一定节能率,且改造后噪音、智能化水平、使用环境会有质的提升。重庆市节能中心自成立以来一直致力于先进节能技术的推广工作,中心将助力磁悬浮鼓风机技术改造,推动这场工业传统风机行业的变革!



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