打开文本图片集
（烟台宝钢钢管有限责任公司，山东 烟台 265500）
摘 要：目前，人类赖以生存的环境逐步恶化、能源日渐枯竭，节能减排形势日益严峻。据统计，钢管厂大功率循环水泵电耗为全厂电耗的35%，因此，降低大功率水泵的能源消耗对节能工作意义重大。永磁调速作为一种新兴的节能技术，在大功率循环水泵上应用，节能效果好、运行可靠度高。
关键词：永磁调速;工作原理;节能措施
1 绪论
钢铁行业循环水系统由于水循环量大，电机一般为大功率电机，电耗巨大，而且循环水泵一般为定速运行，运行效率却很低，存在“大马拉小车”问题，所以有必要对循环水泵进行节能改造，为提高水泵的运行效率，需对水泵进行变速调节提高水泵的调速性能。目前，因永磁调速器具有结构简单、体积小、重量轻、调速范围大等优点，故水泵节能改造一般采用永磁调速技术，此项技术是近年来国际上开发的一项突破性新技术，专门针对风机、泵类离心负载调速节能的适用技术，具有高效节能、高可靠性、无刚性连接传递扭矩、可在恶劣环境下应用、极大减少整体系统振动、减少系统维护和延长系统使用寿命等特点。
2 永磁调速技术的工作原理
永磁调速技术是通过气隙传递转矩的传动设备，一般适用于水泵风机类设备，它具有高效节能、高可靠性、无刚性连接传递扭矩等特点。电机与负载设备转轴之间不需要机械连接，电机旋转时带动导磁盘在装有强力稀土磁铁的磁盘所产生的强磁场中切割磁力线，从而在导磁盘中产生涡电流，该涡电流在导磁盘上产生反感磁场，驱动导磁盘与磁盘的相对运动，从而实现了电机与负载之间的转矩传输。调速器是通过气隙磁场传递扭矩，气隙大小不同，则传递转速大小不同，两者成反比。所以通过改变气隙大小，即可实现调速功能。永磁调速器控制原理如图1。
将永磁调速器MAC-D安装于系统中，其控制系统可接收和处理压力、流量、液位，或其它过程控制信号，然后提供到MAC-D的执行器。该执行器调整气隙，从而调整负载端速度以满足控制要求。它具有以下功能：
（1）可基于流量/压力/温度传感器检测信号进行调速控制，可通过人机界面设定负载端输出量。
（2）整个控制系统为全自动，当自动系统故障时，可通过执行器手动调节。
可通过人机界面或集中控制系统实现远程遥控。
3 在大功率水泵上的应用
3.1 水系统现状简介
某钢管厂2009年底建成投用一套水处理系统，系统中的高压泵是主要耗电设施，热轧高压泵组的用户属于间隙性用水，运行时系统流量变化较大，但系统中无调速设施，泵组不能根据冷却流量需求自动调节，引起运行能耗增加，造成能源浪费。
3.2 节能潜力及改进措施
热轧高压泵组由3台单级双吸离心泵组成，正常情况下每年有3400h为1用2备运行。电压常年稳定在10kV左右。系统实际运行数据如表1所示：
该系统高能耗的主要原因是用水对象是典型的变流量用水，泵组无调速机构，靠回流泄压;泵组输出能力和管路系统不匹配。考虑对该系统采用永磁调速节能改造。
3.3 效果及效益
原热轧旋流池泵组的系统运行能耗可由电机运行电流和运行电压，由电机耗电功率公式√3UIcosφ计算得到。其中的电压U暂按额定电压计算，I为实际运行电流，功率因数cosφ暂按额定功率因数计算，根据上述公式可得到改造前泵组的电耗情况如表2所示：
通过对热轧旋流池泵组的设备情况和实际运行情况进行研究分析，初步确定节能改造后，可以达到如表3经济效果：
4 结束语
钢管厂水循环系统对于大功率高压泵进行了永磁调速节能改造后后运行情况良好，达到了预期的目的，投运6个月来没有发生任何缺陷和故障，节能效果明显。永磁调速技术是一种先进的电机调速、节能技术，具有节能效果显著、结构简单、性能可靠、后期维护成本低、使用寿命长，可在恶劣的环境条件下长期安全使用等优点。通过实际应用证明，永磁调速技术在大功率循环水泵节能方面具有较广阔应用前景。