新型高压永磁同步电机在氧化风机和磨煤机的应用及节能测试

新型高压永磁同步电机在氧化风机和磨煤机的应用及节能测试

顾进良

顾进良（河北大唐国际张家口热电有限责任公司河北张家口075000）

【摘要】2014年河北大唐国际张家口热电有限责任公司（以下简称张家口热电公司）将#1机组#2氧化风机电机、#2机组#1氧化风机电机、#2机组#2磨煤机电机分别更换为新型高压永磁同步电机后，节电率分别为13.31%、27.15%和15.20%，节电效果明显。

【关键词】氧化风机；磨煤机；永磁同步电机；节电率、效果

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2015）01-016-02

引言：

电动机是发电厂厂用电消耗设备中重要的耗电设备，电动机节能越来越受到认可和重视。河北大唐国际张家口热电有限责任公司（以下简称张家口热电公司）高压电机均为高压异步电动机，大功率电机中包含10台磨煤机电机（450KW）、4台氧化风机电机（315KW），耗电量居于前列，使得厂用电率居高不下，严重影响供电煤耗的降低。如2013年#2机组#2磨煤机电机全年耗电量达1626123KWh、#1机组#2氧化风机电机全年耗电量达1000550KWh。采用钕铁硼(NdFeB)材料制作转子的新型高压同步电机与异步电机相比具有磁场强、扭矩大、功率因数高、空载电流低、效率高、最大限度的降低了线损和铜损等特点，节能效果明显。因此张家口热电公司采用新型高压同步电机替换异步电机以降低厂用电率，并对新型高压同步电机节能性进行测试。

一、改造方案与选型过程

表1异步电机与永磁电机扭矩列表

2014年5月和6月将#1机组#2氧化风机电机、#2机组#1氧化风机电机、#2机组#2

磨煤机电机分别更换为新型高压永磁同步电机。

二、节能测试方案和计算过程：

（一）氧化风机电机节能测试方案

氧化风机电机为工频运行，电机耗电量与氧化风机出口压力、吸收塔浆液液位和吸收塔浆液密度有关。吸收塔浆液液位越高、吸收塔浆液密度越大使得氧化风机出口压力变大，导致电机的耗电量越大，与机组负荷无关。因此氧化风机永磁同步电机的节电测试方法采用日平均耗电量计算。

1、#1机#2氧化风机电机相同功率异步电机与永磁电机节能计算：

2013年9月#1机#2氧化风机电机（异步电机）运行29天，月耗电量153746KWh

异步电机日平均耗电量为153750KWh/29=5301.58KWh

2014年9月#1机#2氧化风机电机（永磁电机）运行30天，月耗电量137871KWh

永磁电机日平均耗电量为137871KWh/30=4595.59KWh

日平均节电量为5301.58KWh-4595.59KWh=705.88KWh

日平均节电率为（5301.58KWh-4595.59KWh）/5301.58KWh*100%=13.31%

2、#2机#1氧化风机电机率异步电机与降低功率级别永磁节能电机节能计算：

2013年10月#2机#1氧化风机电机（异步电机）运行31天，月耗电量159912KWh

异步电机日平均耗电量为159912KWh/31=5158.45KWh

2014年10月#2机#1氧化风机电机（永磁电机）运行31天，月耗电量116491KWh

永磁电机日平均耗电量为116491KWh/31=3757.77KWh

日平均节电量为5158.45KWh-3757.77KWh

=1400.68KWh

日平均节电率为（5158.45KWh-3757.77KWh）/5158.5KWh*100%=27.15%

结论：经过试运测试永磁高压同步电机具有启动功率小、启动扭矩大、功率因数高、空载电流小、节电率高等特点。相同功率与异步电机相比节电率达13.31%，永磁高压同步电机扭矩大，降低功率级别替换使用节电率达27.15%。

表3两台氧化风机电机改造后节能对比：

结论：经过试运测试永磁高压同步电机具有启动功率小、启动扭矩大、功率因数高、空载电流小、节电率高等特点。相同功率与异步电机相比节电率达13.31%，永磁高压同步电机扭矩大，降低功率级别替换使用节电率达27.15%。

（二）磨煤机电机节能测试方案

由于磨煤机的运行工况由给煤量表征，实际运行中受机组负荷情况影响属于变工况运行。因此，对于磨煤机电机主要测试在不同工况下稳定工作时的电气性能，包括有功功率、无功功率、输入电流等参数。为测试永磁电机的部分电气性能和节能效果，拟在给煤量为25T/h、30T/h、35T/h、40T/h四种工况下，对磨煤机电机的平均综合节电率进行测试。

由于永磁高压同步电机具有启动功率小、启动扭矩大、功率因数高、节电率高等特点，故将#2机组#2磨煤机电机（异步电机YMPS500-6额定功率450KW额定电流60.8A）降低一个功率级别更换为315KW的新型高压同步电机（TY5G4006-6额定功率315KW额定电流33A）与#2机组#4磨煤机异步电机在相同工况下进行节能测试。

表4#2机组#2磨煤机电机改造后测试数据

2、#2机#2磨煤机电机率异步电机与降低功率级别永磁节能电机节能计算：

#2磨机新型高压同步电机相比#4磨煤机异步电机，在给煤量为25T/h、30T/h、35T/h、40T/h四种工况下的平均综合节电率为15.20%。

三、节能效果

#1机组#2氧化风机更换为永磁电机后日平均节电量706KWH，节电率达到13.31%；#2机组#1氧化风机更换为永磁电机后日平均节电量1400.7KWH，节电率达到27.15%；在相同工况下对#2机#2磨煤机永磁电机和异步电机分别进行测试，永磁电机平均节电率达15.20%。

经过试运测试，永磁电机具有启动功率小、扭矩大、功率因数高、空载电流小、节电率高等特性，是一款绿色高效新型节能产品。张热公司首次对大功率永磁电机进行降低功率级别替换测试，节能效果明显。

参考文献：

[1]《三相异步电动机经济运行》GB/T12497-2006中国标准出版社,2006