磁懸浮鼓風機在物料輸送系統中的高效應用

文/鄭燚

磁懸浮鼓風機在寧波利萬新材料有限公司聚苯乙烯裝置風送系統中的應用——能源資源是經濟社會發展的動力源。節能降耗和能效提升是全球公認的“第一能源”，是加強能源安全、實現經濟脫碳和促進高質量發展的重要路徑。

2021年5月浙江省發展改革委 、省能源局關于印發《浙江省節能降耗和能源資源優化配置“十四五”規劃》的通知中指出：以能源“雙控”、碳達峰碳中和的強約束倒逼和引導產業全面綠色轉型，堅決遏制地方“兩高”項目盲目發展。建立能源“雙控”與重大發展規劃、重大產業平臺規劃、重點產業發展規劃、年度重大項目前期計劃和產業發展政策聯動機制。研究制定嚴格控制地方新上“兩高”項目的實施意見，對在建、擬建和存量“兩高”項目開展分類處置，將已建“兩高”項目全部納入重點用能單位在線監測系統，強化對“兩高”項目的閉環化管理。嚴格落實產業結構調整“四個一律”，對地方謀劃新上的石化、化纖、水泥、鋼鐵和數據中心等高耗能行業項目進行嚴格控制。提高工業項目準入性標準，將“十四五”單位工業增加值能效控制標準降至0.52 t標準煤/萬元，對超過標準的新上工業項目，嚴格落實產能和能耗減量（等量）替代、用能權交易等政策。強化對年綜合能耗5 000 t標準煤以上高耗能項目的節能審查管理。以上內容出自省發展改革委省能源局關于印發《浙江省節能降耗和能源資源優化配置“十四五”規劃》的通知。

寧波利萬新材料有限公司，是香港利萬集團旗下的重要石化企業之一。公司位于國家級經濟技術開發區——寧波大榭開發區，擁有一座5萬t碼頭。公司年產70萬t精對苯二甲酸（PTA）。PTA是聚酯的主要生產原料之一，廣泛應用于化學纖維、薄膜以及包裝材料等方面。寧波利萬新材料有限公司始終把節能降耗作為公司發展的重要任務之一，降本增效，選用高端節能設備，促進企業高質量發展，實現石化企業綠色轉型。

寧波利萬新材料有限公司聚苯乙烯裝置風送系統簡介

物料輸送系統是利用鼓風機產生的正壓空氣流為輸送動力，把物料輸送到后續的儲料倉中。整個系統由鼓風機、旋轉供料裝置、電氣控制系統等相關輔助設備組成，在整個生產工藝中，鼓風機的能耗占比較大。

寧波利萬新材料有限公司40萬t/a PS項目工程的生產裝置，由兩條10萬t/a 通用級聚苯乙烯(GPPS)生產線和兩條10萬t/a 抗沖級聚苯乙烯(HIPS)生產線組成。

聚苯乙烯裝置風送系統主要作用將成品粒料通過風送線送入包裝廠房，輸送空氣由輸送風機供給，處理工藝流程簡圖如圖1所示。

圖1 聚苯乙烯裝置風送系統流程工藝圖

原物料輸送風機采用傳統的羅茨風機，由于羅茨風機能耗高、噪聲大，運行噪聲已達110dB(A)以上，嚴重影響了操作人員的身心健康；并且隨著鼓風機的老化及零部件的磨損，風機的風量逐漸變小；出風含油，對產品品控會有一定的影響。

通過市場調研走訪，磁懸浮鼓風機一直在污水處理曝氣工藝上使用較多，物料輸送工藝是近三四年才開始應用，但通過大量的技術交流論證、項目地考察、已用客戶的市場評價，確定其工藝已經成熟，最終風送系統選用“南京磁谷”磁懸浮鼓風機進行替換，重點解決現有羅茨風機電耗高、噪聲大等問題。南京磁谷科技股份有限公司創立于2006年，是以磁懸浮軸承為核心關鍵技術，研制大功率高速驅動設備以及高速高效一體化流體機械設備并產業化的科技型企業，于2009年成功推出國內首臺磁懸浮鼓風機產品。

聚苯乙烯裝置風送系統改造前

原羅茨風機使用參數見表1。

表1 羅茨風機參數

圖3 風機運行界面

圖4 現場照片2

聚苯乙烯裝置風送系統改造后

選用4臺磁懸浮鼓風機作為常開使用，2臺羅茨風機留作備用，磁懸浮鼓風機參數見表2。

表2 磁懸浮鼓風機參數

聚苯乙烯裝置風送系統改造前后能效對比

對比表見表3，現場照片如圖2～4所示。

圖2 現場照片1

表3 羅茨風機與磁懸浮鼓風機能效對比表

經過1個月的現場數據測試，在風送系統中磁懸浮鼓風機相比原羅茨風機節能約38.3%，年節電約69.8萬kW·h。

磁懸浮鼓風機結構和原理

磁懸浮鼓風機是離心式風機的一種，主要功能是實現鼓風。隨轉軸一同做高速旋轉的葉輪帶動空氣從蝸殼的進氣口進入，空氣在蝸殼的導向與增壓作用下成為具有一定流速與壓力的氣體，最后從蝸殼的出氣口鼓出，從而實現風機的鼓風。

磁懸浮鼓風機采用了高速永磁同步電動機的直驅結構，將離心葉輪和電動機驅動一體化集成設計。磁懸浮鼓風機主機結構如圖5所示。

圖5 磁懸浮鼓風機主機結構圖

通過內置的位移傳感器實時檢測轉軸的振動，將得到的信號送入磁懸浮軸承控制器進行調理、運算，產生控制電流，再將該電流輸入磁軸承線圈，產生電磁力，從而實現轉軸的懸浮。永磁同步電動機的主要功能是驅動轉軸的旋轉，它通過變頻器產生頻率可控的電流，將此電流輸入電動機定子產生旋轉磁場，帶動轉軸高速旋轉，運行原理如圖6所示。

圖6 磁懸浮鼓風機主機運行原理

小結

1.整機無油，出風絕對無油保證了物料的品質。

2.磁懸浮鼓風機比原有的羅茨風機可以節省30%以上的電能。

3.風機噪聲控制在80dB(A)以下，改善了工作環境。

4.實時數據顯示的觸摸屏，為操作人員帶來方便及減少操作事故的發生。

5.無需機械保養，日常維護僅需更換空氣過濾器，降低了維護成本。