千亿转差能耗,专业治理方案!沙钢、宝钢、包钢、八钢、三钢、新钢...都在用!

企业   2024-11-14 09:53   北京  
转差调速能量走向



转差调速:电机转速n1保持额定转速不变,负载转速n2由调速器决定

                 P2 / P1 = n2 /n1 = i

                 Pʌ/P1=(n1-n2)/n1 = nʌ / nN

即:转差功率占比电机输出功率等于转差率(调速范围百分比)

       如果将转差功率利用,则 节电率 = 转差率(调速范围百分比)


●根据风机水泵平方转矩类负载特性:
      Q1 / Q2 = n1/n2  ……………   流量Q变化与转速n成正比
      H1 / H2 = T1/T2 =(n1/n2)2 … 压力H(转矩)变化与转速n变化的平方成正比
      P1 / P2 = (n1/n2)3 …… 功率变化与转速变化的立方成正比
可推导出:Pʌ =(i2 - i3)*PN求导,在 i=2/3时,转差功率最大值为额定功率的14.815%
转差调速转差发热能量损耗巨大


                                        

转差调速转差发热能量损耗巨大,普遍存在,触目惊心!

例一:电机功率1000kW,调速比i=80%

转差损耗功率= (80%^2 - 80%^3)*1000 = 63.5(kW);
按年工作8000小时,电费0.6元/度计算,转差年耗电费=63.5*8000*0.6=304800(元)
据估算,全国用于风机、水泵负载转差调速过程每年产生的转差损耗为560亿千瓦时,占比2022年中国工业领域电机总用电量3.98万亿千瓦时1.41%。相当三峡发电半年的发电总量。
转差发热能量损耗巨大


                                        

转差发热客观存在,触目惊心!

例二:新余钢铁2000kW风机使用涡流联轴器

左图:涡流永磁转差缓冲发热严重,前后有4台风机散热。

不计散热风机,理论计算,每年转差热损耗72万度电,年损耗电费43.2万元。

新余钢铁2000kW风机缓冲使用涡流永磁联轴器,现场转差超5%,按实际使用功率90%计,转差损耗

功率=2000*90%*5%=90kW;

按年工作8000小时,电费0.6元/度计算,年耗电费=90*8000*0.6=432000(元)

主流调速产品发展历程


                                        

液力耦合调速器


                                        


变频器


                                        

涡流永磁调速器


                                        

绕组永磁耦合调速器原理及创新(发明专利产品)


                                        

节能原理

1)降负载转矩降电机电流,与液偶调速相当;

2)转差发电再利用。

由永磁转子、绕组转子以及控制系统组成的非接触永磁传动技术。通过控制绕组中感应电流的大小,实现调速、离合及软起的功能,并将转差功率转变成电能引出反馈再利用,彻底解决了其他转差类调速设备的温升问题,高效节能。

优点:

1、效率高:相对传统异步电机与变频器组合调速效率提高8%~15%;2、抗晃电功能,跳电(电气)不跳机保运行;3、离合器功能;4、空载启动;5、重载软起;6、调速精度高;7、全调速范围。

缺点:

普及率不高,价格较高,需安装空

连续稳定运行及可靠性分析—运行策略


                                        

机械结构
机械本体为永磁发电机结构,可靠性与发电机相当;运行维护也与发电机一样只需定期给轴承加油,定期更换碳刷(一般两年)。

电气结构
电气系统处理的仅是转差功率,容量仅为电机额定功率的14.815%;转差功率是调速器本体发出的电能,发电电压一般不超过2000V。故电气系统处理的是低电压、小功率发电电能。

双永磁一体调速电机(发明专利产品)


                                        

优点:
1、效率高:相对传统异步电机与变频器组合调速效率提高8%~15%;
2、抗晃电功能,跳电(电气)不跳机保运行;
3、离合器功能;4、空载启动;5、调速精度高,6、全调速范围;
7、与普通电机具有相同安装基础尺寸,无需改造地基基础,实现快速替换改造。
缺点:
普及率不高,价格高。
风机水泵系统40HZ转速时:高压异步电机+变频器调速高压异步电机+永磁调速器效率对比


                                        

绕组永磁调速与其他调速类设备效率对比


                                        

绕组永磁(及一体机)效率远高于其它调速系统

绕组永磁调速案例检测与分析:以下是绕组永磁调速器在用户实际使用效果:第三方检测报告、与变频对比检测报告、用户报告、合同能源管理实战案例



01

绕组永磁调速与转差调速(包括液偶、涡流永磁调速)的节电比较


受上海锦沙股权投资基金管理有限公司委托,江苏省、南京市节能技术服务中心于2022年1月19日~20日在沙钢对其在用液力偶合调速器、绕组永磁调速器、涡流永磁调速器进行对比评估测试,评估测试各风机在额定转速及调速模式下的耗电情况,了解三台转差类调速设备在运行现场的节电效果。

2022年2月28日出具的评估报告数据表明:在运行工况相似的条件下,绕组永磁耦合调速器调速的相对节电率大幅高于液力耦合调速器、涡流永磁调速器;涡流永磁调速和调速型液偶的节电率几乎一致,涡流永磁可称呼为“永磁液偶”。


02
天传所出具的产品检测报告


2017年初,我公司为了产品鉴定,委托天津传动研究所在我公司2500KW全负载模拟试验台做了变频调速和绕组永磁对比检测报告。从报告中明显可读出:绕组永磁调速器(加柜体)全调速范围内效率96%~99% >变频器效率87%~96%

03
宝钢炼铁厂780kW循环风机改造项目

宝钢炼铁厂780KW循环风机改造项目,运行稳定,设备各项运行数据正常,节电率达30%。

04
新疆八一钢铁16台风机&水泵改造项目(250kW~1000kW)
新疆八一钢铁16台风机&水泵改造项目(250KW~1000KW),试运行稳定,节电率较高。
05

福建三明钢铁有限公司400kW水泵改造项目

三明钢铁改造现场图

06
包钢2500kW除尘风机项目改造

包钢薄板厂改造现场图

应用场所:包钢薄板厂精炼车间东西各装备一台同样2500kW除尘风机,东精炼除尘风机已改造为变频调速,西精炼除尘风机2020年8月完成绕组永磁调速改造。

现场改造实施内容:原液力耦合调速改绕组永磁调速,同时与东精炼同工况变频调速节能对比。



江苏磁谷科技股份有限公司简介
江苏磁谷科技股份有限公司成立于1998年,注册资本7249.28万元,员工200余人,占地30亩,是国家高新技术企业、首批国家级绿色工厂、国家专精特新小巨人企业、国家知识产权优势企业、工信部节能诊断服务机构、全国工业领域电力需求侧目录企业、科技型中小企业;银行综合信用评价等级AAA级。



公司深耕永磁传动技术20余年,自主生产研发的永磁耦合传动系列低碳节能产品,为各行业电机系统传动调速需求提供绿色节能解决方案。

部级节能诊断服务机构


江苏磁谷科技的技术研发
研发团队共39人,其中:中高级职称18人,多人来自712研究所、710研究所、704研究所、海西电机、884厂、274厂等军工背景研究所或电机生产厂家;

建有江苏省永磁起重与永磁传动工程技术研究中心,拥有传动行业唯一2500kW全负载模拟试验台。


公司已获得授权专利122件(其中:国内发明专利34件,美、日、欧、澳、加等国外发明专利14件),注册商标6件,软件注册1件,参与国家标准制定4件;无知识产权纠纷;并荣获中国专利奖1件。


荣获G20国际“双十佳”(工业实践领域,中国仅3项技术入选,电机节能领域唯一入选技术);


列入节能三部委目录(仅此一项):国家发改委《国家重点节能低碳技术推广目录》、国家工信部《国家工业节能技术装备推荐目录》和国家生态环境部《国家重点推广的低碳技术目录》;


列入国家节能中心首批《重点节能技术应用典型案例》(全国共15项技术入选);


荣获WWF气候创行者获奖项目(全国仅6项技术入选);


部级鉴定:“国际领先水平”,全国政协委员、中国工业节能和清洁生产协会会长王小康主持;国务院参事、科技部副部长刘燕华,工信部节能司司长高云虎等领导全程参加;中国工程院院士顾国彪领衔的技术鉴定委员会全体通过;


被认定为江苏省首台(套)重大装备产品;


全国工业领域电力需求侧管理典型参考产品。

泰科钢铁
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