球磨機改造用高效節(jié)能永磁電機可行性研究報告(編輯修改稿)
2025-05-22 12:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 成本與效益。圖4 現(xiàn)選礦廠球磨機系統(tǒng)示意圖【2】 改造后球磨機系統(tǒng)示意圖如圖5所示，為了提高傳動環(huán)節(jié)的效率，本次改造方案，預(yù)采用低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電動機（效率90%，較前者提高15%）直接驅(qū)動小齒輪，帶動大齒輪轉(zhuǎn)動。為了不影響生產(chǎn)周期，本次改造方案采用即換即用的原則，保證選礦廠的生產(chǎn)效益不受影響，圖6為低速大轉(zhuǎn)矩永磁電機示意圖。圖5 新型永磁同步電動機球磨機系統(tǒng)示意圖圖6 低速大轉(zhuǎn)矩永磁電機示意圖【3】 供電系統(tǒng)示意圖圖 7 控制系統(tǒng)采用一拖多的方式工作如圖7所示，改造后供電系統(tǒng)采用一拖多的方式，即可根據(jù)場區(qū)情況，可由一臺或兩臺變頻器或驅(qū)動多臺電機起動。 優(yōu)勢分析表1 新型永磁電機球磨機與常規(guī)球磨機主要性能比較。名稱永磁電機球磨機異步機減速機球磨機電機功率（KW）300370減速器無有起動器變頻器一拖多水電阻傳動系統(tǒng)效率 90％ 75％功率因數(shù) 維護頻率低或無高【1】異步電機減速機的主要缺點表現(xiàn)在：l 系統(tǒng)整體傳動效率低。l 系統(tǒng)的功率因數(shù)差。l 整機占地面積大。l 調(diào)整維護困難。l 振動和噪聲嚴重?！?】新型永磁電機球磨機的主要性能優(yōu)勢：l 大幅度地提高球磨機傳動系統(tǒng)的力能指標圖8 異步機效率、功率因數(shù)與負載率關(guān)系 圖9 永磁電機效率、功率因數(shù)與負載率關(guān)系 異步電動機需要電源提供滯后的無功來建立機電能量轉(zhuǎn)換所必須的磁場。因此，其效率和功率因數(shù)與電機的負載率直接相關(guān)，如圖5所示。在各種機械裝備中，電機的額定功率都是按照滿足裝備極限能力需要而選定的。而在實際的運行中，大部分機械裝備的負載率都是在70%以下，其中礦山、石油等行業(yè)機械裝備常年負載率在50%以下。從圖8可見，當異步電動機負載率低于50%時，其效率和功率因數(shù)都下降十分顯著。本項目所提出的稀土永磁同步電動機，其磁場由稀土永磁功能材料產(chǎn)生，因此其效率、功率因數(shù)與負載率的關(guān)系與異步電動機相比，具有明顯的不同，如圖9所示。這種近似與負載率無關(guān)的力能特性，特別適合機械裝備的特點。因此，本項目成果推廣應(yīng)用，將大幅度地提高選礦廠球磨機電氣傳動的力能指標。l 可以實現(xiàn)機械裝備的無齒輪傳動在傳統(tǒng)的球磨機傳動系統(tǒng)中，由于異步電動機無法制成多極，為了滿足負載的低速大轉(zhuǎn)矩需要，一般采用異步電動機齒輪減速機的方式實現(xiàn)。齒輪減速機的存在不僅增加了系統(tǒng)的制造成本，其自身的傳動效率低、振動和噪聲嚴重、潤滑油滲漏污染、日常維護工作量大等弊端，都增加了機械裝備的運行成本。本項目提出的稀土永磁同步電動機，可以直接設(shè)計成低速大轉(zhuǎn)矩，能夠直接滿足負載需要的速度和力矩的要求，從根本上克服了異步電動機齒輪減速機傳動系統(tǒng)存在的各種弊端。因此，改善球磨機的性能指標，提高抽油機的運行效率，從而更好地實現(xiàn)節(jié)能增效，改善電網(wǎng)的供電狀況，對礦石加工行業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。 4 球磨機用永磁電機節(jié)能分析表2 節(jié)能分析表異步機—減速機永磁電機功率370 kW300 kW效率86%*88%=75%90%損耗電量/天370*24*=2220kWh300*24*=720 kWh一臺減少耗電/天(2220720) =1500 kWh一臺減少耗電/年1500*360天=540,000 kWh改造后全廠減少耗電/年540,000 kWh *36臺=1944萬度折合標準煤1944*按本廠改造的機型，原異步電動機額定功率370kW，本電機的額定功率選為300kW，則每臺球磨機每年可節(jié)約的電能54萬度，全廠每年僅此項改造即可節(jié)約1944萬度，折合標準煤7776噸（按發(fā)電效率為400克/度）。 可見，此改造項目具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。5 總結(jié)根據(jù)國內(nèi)外調(diào)查，工業(yè)領(lǐng)域電動機年平均運行時間約在3000h左右，但在礦山、石油、化工、造紙、冶金、電力等行業(yè)，電動機年運行時間往往超過6000h，對于這些運行時間長的場合，如采用高效、超高效甚至超超高效永磁電動機將會對能源節(jié)約帶來更顯著的效果。據(jù)統(tǒng)計，其中中小型電動機年產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的70%～80%。中小型電動
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