Kawasaki HST 高速磁悬浮离心式鼓風机.ppt

KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓風机 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓風机 属于21世纪高速磁悬浮离心式鼓风机 一般涡轮增压式鼓风机有下列缺点 1 高能源消耗 由于非全负载操作状况 机械损失 附属设备能源需而降低空气动力性能 2 需要其他辅助品 润滑油 润滑剂及冷却水 3 较多保养维护 调整 大修 消耗品更换及需储存大量备用零件 4 完整之设备安装 设备基础 防音罩 防震设施及较大的安装空间 5 二次环境公害问题 废水 油 蒸发的油气 震动及噪音 为了符合环境保护之要求 下一世紀的涡轮增压式鼓风机必须降低或消除上列缺点此种涡轮增压式鼓风机存在吗 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机即为此种机械 空气压力 与涡轮增压式轮叶周边速度二次方成正比 与涡轮增压式轮叶旋转数二次方成正比 空气风量 与涡轮增压式轮叶周边速度成正比 与涡轮增压式轮叶旋转数成正比 采用高旋转数之涡轮增压式轮叶即可达到性能要求 高速磁悬浮离心式鼓风机采用何种方式以达性能要求 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机与一般渦轮增压式鼓风机結构比较 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机剖面图 出风口 Discharge 吸入口 Suction 高转速马达单元结构 CP 控制盘ControlpanelAMB 主动式磁性轴承控制器 ActivecontrolmagneticbearingINU 变频器Inverterunit 高速变频马达 1 2 感应马达转速 N 极数 P 及频率 F 间关系可以下列公式表示N 120F P 1 其中n rpm 每分钟旋转数 F Hz 频率 每秒 一般双极 2P 马达电源为60Hz时其最大旋转数为3600rpm 变频马达是利用变动的频率來控制马达转数 例如将变频器设定在600Hz的频率并输出至马达端 其旋转数即为36 000rpm KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机之回转轴 马达轴 渦轮增压式轮叶 为一体实心轴设计 因此第1临界转速是高于最高极限操作转速 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机马达规格如次页所列 高速变速马达 2 2 主动式磁性轴承 AMB 操作基本原理 1 3 基本操作原理 主动式磁性轴承是利用在转子四个方向 上下左右 之电磁极的导引作用而使转子浮动在定位上 不像直线性马达采用的排斥系统 其转子是不具磁性的 理论上此系统是不能将转子保持在定位上 由于转子对每一电磁极的导引力与空隙距离二之方成变化的正比 保持转子在轴承中心上 是由每一个高感应性位置计测器去量测转子与轴承面间的空气隙 依此去控制电力磁极电流进而调整反向的导引力 控制系统 举例 直立式控制 此四个位置计测器侦测转子位置后各有一回应讯号 这些回应讯号与参考 预定值 讯号比较后 磁极电流就会按比例重新分配而使转子回到参考 设定 位置 功率效大器可产生电流并驱使磁极产生导引力 而使定子回到参考 设定 位置 位置计测器持续侦测定子位置并一再重复上述控制程序 讯号处理系统決定其电子控制进而決定轴承的二个基本特性一钢性的或减震性的 主动式磁性轴承 AMB 操作基本原理 2 3 主动式磁性轴承 AMB 操作基本原理 3 3 电解侵蚀预防由于在径向磁极上直接产生南 北极向的电流 而转子回转方向即产生了涡流电流 如果没有预防设施的话即会发生电解侵蚀状况 在HST涡轮增压式鼓风机的轴 定子及转子外层均设有薄钢层片去预防此涡流电流产生 轴承间隙S9000和S6000 0 5mm S2500 0 25mm裱褙轴承间隙轴承间隙的一半 位置计测器上限转数位置计测器上限为转速为100 000rpm 为CPU速度的极限 注 HST高速磁悬浮离心式鼓风机运转速度为 30 000rpm 平面轴承与磁性轴承比较 一不平衡的回转会传达一个M 2 离心力至平面轴承上而产生震动 当转子在不平衡时 它是以惯性中心为回转中心并且不会产生离心力 没有震动自动平衡系统 转子 油膜层 质量中心 惯性中心 e F Mew 2 平面轴承 惯性中心 质量中心 M w 磁极 e M 磁性轴承 w 转子回转轨迹 空气隙 e 偏心距M 转子质量w 转子角速度 磁极 磁极 磁极 磁性轴承自动平衡系统 案例 M 60kg N 30 000rpm d 130mm m 5gr 当 50 m时发出警讯 e 转子由一般轴承支撑 10 m F 270kgf 转子由磁性轴承支撑 10 m F 0kgf 电源断电保护 当断电状况发生时 马达就如同一发电机可提供足够的能源至磁性轴承 直至转速降至300rpm 5Hz 时 而不需要像一般渦轮增压式鼓风机一样加装一备用球轴承 而只需加装一不需润滑油的马达轴衬 其寿命可接近永久 1 高效率由于取消了增速齿轮及轴联接器 因此沒有磨擦损失 再加上由于HST高速磁悬浮离心式鼓风机采用磁性轴承 轴承磨擦损失也沒有了 而使得能源消耗及操作成本均减少 2 极佳的操作性能微处理器的控制可保持压力及风量在常定值 增加的可变性及自动操作性 HST高速磁悬浮离心式鼓风机也提供极佳的输出控制回应性 3 低震动 低噪音由于磁性轴承不会产生震动因此不需特別的基础 又没有采用增速齿轮也就沒有机械上的噪音 而只有由流动的空气所产生之声音 4 不需要润滑油 脂及冷卻水由于HST高速磁悬浮离心式鼓风机不需要润滑油 脂及冷却水 因此对地球环保冲击最小 5 安装容易当风管及电源均已备妥时 HST高速磁悬浮离心式鼓风机只需一手动油压板车即可在3小时内安装完成 6 日常保养维修容易HST高速磁悬浮离心式鼓风机附有自我诊断功能 而且在操作时沒有机械接触 因此实质上为一长期不需保养维修的设备 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机特性 操作控制 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机之自动控制系统是确保有效率的操作 系统可控制风量 出口风压及控制马达速度的变频器 不像一般渦轮增压式鼓风机一样 而沒有进流导阀转动时所产生的阻流及冲撞损失 春季时之操作及出口风压及风量 春季时 由于进口空气温度上升及空气密度降低 与冬季相比鼓风机出口压力会降低 一般涡轮增压式鼓风机操作在一定速度回转时激变 SURGE 限度可降至0或输出会降至规格需求以下 因此一般涡轮增压式鼓风机需要选用更大的风量以补足在春季操作时所减少的性能 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机在春季操作时 转速控制器会自动增加操作速度以保持所需求的风量及风压 操作控制案例 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机动力规格 KawasakiHST高速磁悬浮离心式鼓风机实际动力需求规格包括马达动力 磁性轴承动力及控制盘动力 其动力需求规格与一般涡轮增压式鼓风机所需轴动力规格有所不同 在一般涡轮增压式鼓风机动力规格为轴动力加上马达动力损失 控制盘 微处理器为基础的控制盘提供一触键式操作 可更改参数 无时差控制及自我诊断功能 控制盘可经由4mA 20mA电流率号或数位讯号进行隔远控制 组合控制系統 按空气需求量 组合控制系统允许控制2 6台涡轮增压式鼓风机同时操作 特性本系统控制可使受控制的鼓风机按负载波动达到最高效率 本系统控制可控制各鼓风机的起动及停止 而使各鼓风机操作时间平均 型号选择 压力升 P 进口风量 型式說明 风量 2500m3 h 6000m3 h 9000m3 h 压力范围 1 UPTO0 8BAR 2 UPTO1 2BAR 电源电压4 400VAC5 500VAC6 690VAC440 440VAC 输出范围L 低 H 高 S6000 1 L 4 2000 1780 1350 重量 约1 700kg S9000外型尺寸图 S6000外型尺寸图 重量 约1 350Kg S2500外型尺寸图 重量 约750Kg 标准附件 鼓风机本体 马达 磁性轴承组 主控制盘内附微处理器 变频器 磁性轴承控制器 配合法兰 排气阀 Blow offvalve 控制盘用冷却风扇及过滤器 其他可附加附件及服务 进口消音过滤器 Inletfiltersilencer 扰性接头 Expansionjoint 出口消音器 Dischargesilencer 背压阀及逆止阀 Backpressurevalve checkvalve 排放口消音器 Blower offsilencer 控制盘冷却风扇用排气消音器组合控制器运输 基本报价为FOB 现场试车 附件安装图例 进口扰性接头 HST高速磁悬浮离心式鼓风机 进口消音过滤器 排放阀消音器 出口消音器 出口扰性接头 逆止阀 吸入口 控制盘冷却风扇用排气消音器 谐调的漏失电流 与一般涡轮增压式鼓风机消耗能源的比较 HST高速磁悬浮离心式鼓风机可节省下列能源1 空气动力性能 一样2 机械性损失 约10 3 润滑油温度 进氣调整阀及由雾收集 约1 4 由于VVVF的变化使马达效率降低及变频损失 约