变频器在工业领域应用普遍,但鉴于变频器在生产运行中所出现的问题,尤其是变频设备故障的不确定性,直接影响了生产运行的连续性、稳定性以及可靠性,因此“变频器改为永磁调速器”,也是工业企业设备升级改造中的常见案例。青岛斯普瑞为某造纸厂提供的800kW双筒型永磁调速器的解决方案,原来因变频器故障频发改为工频运行,永磁改造后不仅节能率高达24.4%,更是解决了变频器带来的诸多问题。
设备参数
改造设备:3#锅炉一次风机两台
电机参数:额定功率800kW、额定转速1493r/min
原风机通过变频器进行调节,出现设备老化的情况,并存在如下问题:
1、变频器容易损坏,跳机频繁,影响生产。
2、变频器维修费用昂贵,且关键部件到货周期较长,严重影响生产使用。
改造前,一次风机的运行工况通过调节风门开度实现,存在节流损失,运行效率不高;而针对风机类设备的平方转矩特性,采用永磁调速器实现转速调节的方式,对负载的流量或压力进行控制,可以有效降低电机总的输出功率,达到节能降耗的目的。
图/改造后现场图
节能效果分析
通过对#3炉一次风机的永磁改造,在满足设备调节需求,实现较好经济效益的同时,也保障了系统长期可靠运行,降低设备运行及维护保养成本。
项目改造后,有效节省成本及减少二氧化碳排放量:
使用 斯普瑞双筒型永磁调速器
调节, 若按照年平均运行330天,每kW·h电价按0.6元计算,每年节电量 188.3 万 k W·h ;每年节约电费113 万元; 每年减少二氧化碳排放量达1877.7吨 ,相当于 695辆1.6L小汽车1年的碳排总量 (备注1)。
数据来源 / 国家统计局《各种能源折标准煤的折算系数》
本项目赢得合作机会主要因为斯普瑞独立研发的 双筒型永磁调速器 ,其纯机械的结构具有很高的稳定性和经济性,相比其他降速节能产品,例如变频器,拥有很多无法比拟的优点: 变频器受原材料涨价、上游芯片供应紧张之苦,供货周期普遍长达半年以上;此外,变频器使用的芯片多为进口产品,对电机系统也存在潜在的产业链安全隐患。而 斯普瑞双筒型永磁调速器 为纯机械结构,使用寿命长,不受芯片影响,有供货周期优势、产业链安全优势,为实现碳达峰、碳中和目标增添助力。
永磁调速器与变频器具体对比如下:
变频器工作时,向电网发射谐波电流和射频噪声电流,这些会导致电压发生畸变,对同一个电网上的电子设备形成电磁干扰,对于变频器导致的电磁干扰问题,往往不能确定导致问题的原因,因此也就不能采取正确的对策措施。
常见的谐波电流导致的故障现象主要包括:
①无功补偿电容不能投切或者烧毁;
②电缆、变压器过热、配电盘跳闸、变压器噪声增加;
③同一个电网上的电动机温升增加、噪声变大。
变频器不仅对电网侧产生不良的影响,对于电机侧也会有不良的影响,主要表现在对电机的损伤,变频器对电机的损伤主要有以下几个方面:
①电机发热严重、噪声增加,导致电机的寿命缩短;
②电机的定子绕组绝缘损坏,这种现象的发生时间不定,短则数周,长则数月;
③电机的轴承损坏,这种现象的发生时间不定。导致这些故障现象的根本原因是变频器输出的PWM脉冲电压波形,脉冲电压的上升沿越陡、频率越高、对电机的损伤越严重;现代变频器追求体积更小、效率更高、达到这个目的的方法就是增加PWM电压波形的陡度,然而,这导致上述的一些问题也越来越严重。
另外,青岛斯普瑞独立研发的双筒型永磁产品质量可靠,设计使用寿命30年,使用时间最长的产品案例已满近10年。产品通过了青岛市产品质量监督检验研究院以及国家防爆产品质量监督检验中心的检测,通过高耗能企业的应用,反馈良好,技术产品绿色环保,无谐波、无电磁波干扰,可在潮湿、粉尘、易燃易爆、谐波严重、电网波动大等恶劣环境正常工作,为客户提供了工业电机负载匹配调速的新模式,是新旧动能转换的利器。