滤尘风机的节能改造
苏海员 李志伟
（东营中达纺织有限公司 东营河太能源科技有限公司）
纺织厂滤尘系统的风源由三相异步电动机、皮带轮、离心通风机三部分组成，通过三角皮带连成一个整体，通过电机拖动风机进行工作。三角皮传动存在以下几个问题：
（1）皮带受力不均，需要经常更换。 （2）皮带传动效率低，能量损失较大。
（3）电机轴与风机轴要承受径向载荷，容易造成轴承损坏，大大缩短了电机与风机的使用寿命。
（4）绒毛容易吸附到三角带上而引起载荷波动，缩短皮带与设备的使用寿命。
为此我们研究决定，对风机传动方式进行改造，取消三角带，改为永磁耦合器传动。
1 永磁耦合器的工作原理
永磁耦合器是通过空气间隙传递扭矩的新型纯机械结构传动设备，主要由导体组和磁体组两部分组成（见图1），导体组安装在电机轴端，磁体组安装在负载轴端，电机与负载之间无任何的机械连接，是空气间隙。当电机带动导体组旋转时，在导体内部产生感应磁场，与原磁体组中的磁场相互作用，实现扭矩的空中传递。并可以通过改变空气间隙的大小来取代阀门和挡板等，在电机转速保持不变的情况下实现负载设备的无级变速，改变传递扭矩的大小，实现离心水泵、风机等设备的高效节能、流量控制等需求。具有节能、软启动、安装便捷、免维护、过载保护等特性；增强了设备运行的可靠性，大幅提高电机系统的整体能效。
图1 永磁耦合器示意图
2 改造方案描述
加工一个支架，把电机放到支架上，使电机轴心与风机轴心在一条线上，拆除电机轴与风机轴上的皮带轮，去掉皮带，用永磁耦合器将电机与风机耦合在一起（改造示意图见图2，改造后的实物图见图3）。
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图2 改造示意图
图3 改造后的实物图
3 改造后的优势
（1）节能。减少了传动环节，提高传动效率；消除了振动、冲击载荷带来的能量损耗；减少了电机“大马拉小车”的能量损失。总节能率在10-30%之间。
（2）延长电机、风机使用寿命。电机与风机之间不接触，彻底隔离了振动，消除了电机轴与风机轴上的径向载荷，消除了因皮带轮安装位置、角度偏差引起内应力等。
（3）安装便捷。安装不需要严格对中，允许一定的角度、位置偏差，可简化安装调试过程。
（4）免维修。纯机械结构，无润滑、无磨损、不用油、不用电、安全环保，适用于各种恶劣环境，使用寿命10年以上；仅需要简单日常维护，设备整个生命周期免维修。
（5）软启动。实现柔性启动，大幅减小启动电流、降低启动扭矩；电机工作电流峰值波动更加平稳。
（6）过载保护。当风机因故障发生堵转时，电机空转，避免造成风机、电机损坏，提高了设备运行的可靠性。
（7）可无级调节风量。在电机转速保持不变的情况下，调节永磁耦合器空气间隙的大小就可以实现离心风机的无级变速，以满足不同工况的需求。 4 改造后实测数据
我公司滤尘设备的参数见表1，改造前后的数据对比见表2。
表1 设备参数
电机参数 2
离心通风机参数
电机型号 额定功率（kW） 额定转速（rpm） YX3-180M-4 型号 18.5 1470 额定转速（rpm） 流量（m³/h） 全压（Pa） SFF-232-12 1300 33080-20930 1282-1742 功率因数（cosφ） 0.86 传动比 1:1.13 空气密度（kg/m³） 1.2 表2 改造前后实测数据对比 改造测试项 前 电机转速（rpm） 风机转速（rpm） 电机电流（A） 节电率（%） 1470 1300 30.2 工况1（间隙5mm） 工况2（间隙7mm） 1470 1390 27.2 10 1470 1296 24 20 改造后 5 节能效益分析
（1）直接经济效益。按工况2节能率20%计算，（30.2-24）×380×1.732
×0.86/1000=3.5kWh，则一天24小时工作可节约84度电。全年按330个工作日计算，则一年可节约电能84×330=27720 kWh。
（2）间接经济效益。包括电机维修费用、皮带及相关备品备件费用，以及延长电机与风机使用寿命带来潜在效益。
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