為什么使用冷卻塔直驅(qū)永磁電機——有效節(jié)能、環(huán)境友好、維護省心

　　冷卻塔系統(tǒng)是由進水系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)等幾個部分組成的。進水系統(tǒng)的功能是將需要冷卻的水輸送到冷卻塔中進行散熱，而冷卻塔則通過空氣對水進行散熱。排水系統(tǒng)負責(zé)將散熱后的水排出系統(tǒng)。廢氣處理系統(tǒng)則處理冷卻塔排出的廢氣，以減少環(huán)境污染。

　　一般的冷卻塔采用高速電機+5～8米的空心長軸+90度減速機+風(fēng)扇的驅(qū)動方式。然而傳統(tǒng)冷卻塔系統(tǒng)目前驅(qū)動系統(tǒng)存在諸多問題：

　　1、結(jié)構(gòu)繁雜：分別由電機、長軸聯(lián)軸器、減速機、油泵站等裝置組成;

　　2、穩(wěn)定性差：設(shè)備長時間運行造成加長軸變形，導(dǎo)致異步電動機和減速機故障率增大，主要表現(xiàn)在聯(lián)軸器損壞、電動機燒壞、減速機密封失效及強制潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)管道阻塞等問題影響正常生產(chǎn)，造成檢修費用增加;

　　3、綜合效率低：驅(qū)動中的每個傳遞環(huán)節(jié)都會帶來效率的損失，環(huán)節(jié)越多，能耗就越大，綜合效率越低，綜合效率普遍在80%以下;

　　4、污染環(huán)境：異步電機溫升高，噪音大，對作業(yè)人員身心健康有較大影響，減速機還存在漏油的情況，油污染大;

　　5、維護：故障點多，維護頻繁、周期長，耗費大量財力人力。

　　永磁同步電機通過定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁場之間的磁力作用來實現(xiàn)動力輸出。具體就是：定子上按一定規(guī)律排布的三相繞組，通以三相交流電流即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場;而轉(zhuǎn)子上通過永磁體在其周圍空間建立磁場。當定子旋轉(zhuǎn)磁場的頻率與轉(zhuǎn)子磁場旋轉(zhuǎn)頻率一致時，轉(zhuǎn)子就能夠與定子旋轉(zhuǎn)磁場同步運轉(zhuǎn)。

　　采用低速永磁同步直驅(qū)電機后，取消以上的電機+長軸+減速機，用低速永磁同步直驅(qū)電機+矢量變頻器的方案替換老舊的驅(qū)動方式。低速永磁同步直驅(qū)電機安裝在目前減速機位置，并采用V3安裝方式，與風(fēng)扇葉輪直接連接。

　　冷卻塔風(fēng)機直驅(qū)式永磁電機方案帶來的效果：

　　1、結(jié)構(gòu)簡潔：電機直接與葉輪相聯(lián)，省去了減速箱及油泵站等相關(guān)裝置。

　　2、穩(wěn)定可靠：設(shè)備可靠性提高，徹底根治減速機故障帶來的停機，提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)率;消除聯(lián)軸器、減速機自身傳動效率損失，提高設(shè)備整體的傳動效率;同時直驅(qū)電機具有起動電流小、過載能力強、對設(shè)備沖擊力小等特點，更為勝任設(shè)備的頻繁起動，保障設(shè)備運行更為平穩(wěn)可靠。

　　3、有效節(jié)能：驅(qū)動中的每個傳遞環(huán)節(jié)都會帶來效率的損失，環(huán)節(jié)越多，能耗就越大，綜合效率越低，低速永磁同步直驅(qū)電機，環(huán)節(jié)少，綜合效率高;低速永磁同步直驅(qū)電機具有更大寬幅的有效運行區(qū)間，尤其是在負荷變化較大的工況下可以實現(xiàn)更好的節(jié)能效果。

　　4、環(huán)境友好：去除原系統(tǒng)減速機，避免因減速機故障造成漏油滲油現(xiàn)象，使設(shè)備運行環(huán)境更加干凈整潔，符合安全標準各項要求;

　　5、維護省心：直驅(qū)電機方案省去了很多故障環(huán)節(jié)，故障率大大降低，日常使用中只需定期做好軸承潤滑即可，省錢省力省心。

　　6、拓展功能：還可以利用“V-CLOUD”沃云物聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)閉環(huán)自動控制，做到節(jié)電省心。

　　異步電機+加長型膜片聯(lián)軸器+減速機+風(fēng)扇。

　　安裝低速永磁同步直驅(qū)電機及變頻控制系統(tǒng)

　　改造前后運行數(shù)據(jù)對比(某132kW電機滿負荷運行狀態(tài))

　　改造后滿負荷運行節(jié)能情況分析：

　　冷卻塔風(fēng)機電機采用 1 臺 132 kW低速永磁同步直驅(qū)電機后，在相同運行工況下，單臺低速永磁同步直驅(qū)電機夏季滿負荷狀態(tài)下每小時電流平均降低約32A，運行中實測電壓380V左右，取U=380V，cosφ=0.96，η=0.95，則 功 率 為 P=1.732UIcosφη=1.732×0.38×32×0.96×0.95=19.2(kW)，夏季滿負荷狀態(tài)下預(yù)計每小時可節(jié)電 19.2kWh;電流下降約為16%。

　　按目前穩(wěn)定工況計算，兩臺冷卻塔風(fēng)機夏季同時運行，較改造前同工況運行，總電耗可降低94kWh，節(jié)電率約45%。按夏季工況運行2200h、電價0.4元/度計算，三季度節(jié)約電費:94kWh×2200h×0.4元/度=82720元;

　　一季度室外溫度低，按以往生產(chǎn)經(jīng)驗，僅需開1臺冷卻塔風(fēng)機即可滿足生產(chǎn)。

　　二季度和四季度，按以往生產(chǎn)經(jīng)驗，2#冷卻塔風(fēng)機全開，根據(jù)預(yù)熱發(fā)電循環(huán)水需求量調(diào)整1#冷卻塔風(fēng)機轉(zhuǎn)速，節(jié)電率保守預(yù)估50%，總電耗可降低100kWh。二季度和四季度節(jié)約電費:100kWh×4400h×0.4元/度=176000元;

　　從上面的推算可知：全年總節(jié)約電耗646800度，全年總節(jié)約電費約258720元。同時可減少644859kg二氧化碳排放。

　　低速永磁同步直驅(qū)電機改造提高了冷卻塔風(fēng)機運行效率，減少了系統(tǒng)故障率及維護量，延長系統(tǒng)使用壽命。節(jié)電效果顯著，具有投資少、回收期短等顯著的優(yōu)點，可在熱電、石化、化工、鋼鐵、冶煉等冷卻塔風(fēng)機上廣泛推廣使用，助力我國的雙碳節(jié)能事業(yè)!