خط إنتاج لشركة أسمنت، بطاقة إنتاجية 2500 طن يوميًا، يدعم نظام توليد طاقة حرارية مهدرة بقدرة 4.5 ميجاوات، ومكثف يُدوّر مياه التبريد عبر برج التبريد المُثبّت على مروحة تهوية برج التبريد. بعد التشغيل لفترة طويلة، يُسبب محرك مروحة التبريد الداخلي وجزء الطاقة في برج التبريد اهتزازًا متزايدًا، مما يؤثر على سلامة تشغيلها، ويُشكّل خطرًا كبيرًا على السلامة. باستخدام تحويل محرك المغناطيس الدائم، وإزالة مُخفّض السرعة وتوصيل العمود الطويل، لتجنب الاهتزاز، وضمان تشغيل آمن ومستقر للنظام. في الوقت نفسه، يُصبح تأثير توفير الطاقة واضحًا بعد استخدام محرك المغناطيس الدائم.
خلفية
يعتمد محرك مروحة برج تبريد توليد الطاقة الحرارية المهدرة على محرك غير متزامن من سلسلة Y، وهو الجهاز الذي سيتم الاستغناء عنه في المعدات الكهروميكانيكية التقليدية عالية الاستهلاك للطاقة. يتصل المخفض ومحرك المحرك بعمود طويل يبلغ طوله حوالي 3 أمتار، وبعد فترة تشغيل طويلة، يتسبب تآكل المخفض وعمود المحرك في اهتزازات كبيرة، مما يؤثر على التشغيل الآمن للمعدات، ويحتاج إلى تحديث. ومع ذلك، فإن التكلفة الإجمالية لمجموعة الاستبدال الكاملة أعلى من تكلفة محركات PM، لذلك يُقترح تعديل محرك PM لتجنب الاهتزازات. ومع ذلك، فإن التكلفة الإجمالية لاستبدال المجموعة الكاملة مرتفعة، ومقارنة بمحركات المغناطيس الدائم، فإن فرق التكلفة ليس كبيرًا، لذلك يُقترح استبدال محرك المروحة بمحرك مغناطيسي دائم عالي الكفاءة ومنخفض السرعة، ذي دفع مباشر، والذي له تأثير واضح في توفير الطاقة في المجال الصناعي.
متطلبات التحديث والتحليل الفني
نظام محرك المروحة الأصلي عبارة عن محرك غير متزامن + عمود محرك + مخفض، والذي يحتوي على العيوب الفنية التالية: ① عملية القيادة معقدة، مع خسارة عالية في العملية وكفاءة منخفضة؛
② هناك 3 نقاط فشل للمكونات، مما يزيد من عبء العمل المتعلق بالصيانة والإصلاح؛
③ تكلفة أجزاء المخفض المتخصصة والتزييت مرتفعة؛
④لا يوجد تحكم في سرعة تحويل التردد، لا يمكن ضبط السرعة، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة الكهربائية.
تتميز طريقة الدفع المباشر ذات السرعة المنخفضة والمغناطيس الدائم عالية الكفاءة بالمزايا التالية:
① كفاءة عالية وتوفير الطاقة؛
② يمكن أن تلبي متطلبات سرعة الحمل وعزم الدوران بشكل مباشر؛
③لا يوجد مخفض وعمود قيادة، وبالتالي يتم تقليل معدل الفشل الميكانيكي وتحسين الموثوقية؛
④ يعتمد التحكم بمحول التردد، ونطاق السرعة من 0 إلى 200 دورة/دقيقة. لذلك، تم تغيير هيكل معدات التشغيل إلى محرك دفع مباشر منخفض السرعة بمغناطيس دائم عالي الكفاءة، والذي يتميز بخصائص سرعة الدوران المنخفضة وعزم الدوران العالي، مما يقلل من نقاط فشل المعدات، ويقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة وصعوبة الإصلاح، ويقلل من الخسائر. من خلال تعديل محرك الدفع المباشر منخفض السرعة وعالي الكفاءة بمغناطيس دائم، يوفر هذا المحرك حوالي 25% من الطاقة الكهربائية، ويحقق هدف خفض التكلفة والكفاءة.
برنامج التحديث
وفقًا لظروف الموقع ومتطلباته، قمنا بتصميم محرك مغناطيسي دائم عالي الكفاءة، منخفض السرعة، يعمل بالدفع المباشر، ورُكّب المحرك والمروحة في الموقع، وأضفنا خزانة تحكم بمحول التردد في غرفة الطاقة، بحيث يتحكم نظام التحكم المركزي تلقائيًا في بدء التشغيل والإيقاف وضبط سرعة الدوران. تم استبدال لفات المحرك، ودرجة حرارة المحمل، وأجهزة قياس الاهتزاز في الموقع، ويمكن مراقبتها من خلال غرفة التحكم المركزية. يوضح الجدول 1 معلمات أنظمة الدفع القديمة والجديدة، بينما يوضح الشكل 1 صور الموقع قبل وبعد التحويل.
الشكل 1
عمود طويل أصلي وهيكل علبة تروس بمحرك مغناطيسي دائم ومروحة متصلة مباشرة
تأثير
بعد تغيير نظام مروحة التبريد لبرج الدوران لتوليد الطاقة الحرارية المهدرة إلى محرك دفع مباشر مغناطيسي دائم، يصل توفير الطاقة الكهربائية إلى حوالي 25٪، عندما تكون سرعة المروحة 173 دورة في الدقيقة، يكون تيار المحرك 42 أمبير، مقارنة بتيار المحرك 58 أمبير قبل التعديل، يتم تقليل قوة كل محرك بمقدار 8 كيلو وات في اليوم، وتوفر المجموعتان منهما 16 كيلو وات، ويتم حساب وقت التشغيل على أنه 270 يومًا في السنة، وتكلفة التوفير السنوية هي 16 كيلو وات × 24 ساعة × 270 يومًا × 0.5 يوان صيني / كيلو وات في الساعة = 51.8 مليون يوان. 0.5 يوان / كيلو وات في الساعة = 51800 يوان صيني. يبلغ إجمالي استثمار المشروع 250,000 يوان صيني، بفضل انخفاض تكلفة شراء المخفض والمحرك وعمود الإدارة بمقدار 120,000 يوان صيني، مع تقليل خسائر تعطل المعدات، حيث تبلغ دورة الاسترداد (25-12) ÷ 5.18 = 2.51 (سنة). تم التخلص من المعدات القديمة غير الكفؤة المستهلكة للطاقة، وأصبحت المعدات تعمل بأمان وسلاسة، مع فوائد استثمارية واضحة وتأثيرات تشغيل آمنة.
مقدمة عن MINGTENG
شركة Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd (https://www.mingtengmotor.com/) هي مؤسسة ذات تكنولوجيا عالية تجمع بين البحث والتطوير والتصنيع والمبيعات وخدمة المحركات المغناطيسية الدائمة.
الشركة هي وحدة المدير في "تحالف الصناعة الوطنية لتحسين كفاءة الطاقة الكهروميكانيكية" ووحدة نائب الرئيس في "تحالف الصناعة لابتكار تكنولوجيا توفير الطاقة للمحركات والأنظمة"، وهي مسؤولة عن صياغة GB30253-2013 "قيمة حد كفاءة الطاقة ودرجة كفاءة الطاقة للمحرك المتزامن ذي المغناطيس الدائم". الشركة مسؤولة عن صياغة GB30253-2013 "قيمة حد كفاءة الطاقة ودرجة كفاءة الطاقة للمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم"، JB/T 13297-2017 "الشروط الفنية لسلسلة TYE4 من المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم ثلاثية الطور (رقم الكتلة 80-355)"، JB/T 12681-2016 "الشروط الفنية لسلسلة TYCKK (IP44) من المحرك المتزامن ذي المغناطيس الدائم عالي الكفاءة وعالي الجهد" وغيرها من محركات المغناطيس الدائم ذات الصلة الوطنية و في عام ٢٠٢٣، حصلت الشركة على لقب "الشركة الوطنية المتخصصة" و"الشركة الجديدة المتخصصة"، وحصلت منتجاتها على شهادة توفير الطاقة من مركز شهادات الجودة الصيني، وأُدرجت ضمن قائمة منتجات "نجمة كفاءة الطاقة" التابعة لوزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الصينية، وضمن الدفعة الخامسة من منتجات التصميم الأخضر في عامي ٢٠١٩ و٢٠٢١.
وقد أصرت الشركة دائمًا على الابتكار المستقل، والالتزام بسياسة الشركة "المنتجات من الدرجة الأولى، والإدارة من الدرجة الأولى، والخدمة من الدرجة الأولى، والعلامة التجارية من الدرجة الأولى"، لإنشاء محرك مغناطيسي دائم R & D وتطبيق تأثير الصين على فريق الابتكار، مصمم خصيصًا لمستخدمي حلول توفير الطاقة لنظام المحرك المغناطيسي الدائم الذكي، محرك المغناطيس الدائم عالي الجهد ومنخفض الجهد والدفع المباشر والمقاوم للانفجار للشركة. لقد تم تشغيل محركات المغناطيس الدائم عالية الجهد والمنخفضة الجهد والدفع المباشر والمقاوم للانفجار بنجاح على العديد من الأحمال مثل المراوح والمضخات ومطاحن الحزام ومطاحن الكرات والخلاطات والكسارات والكاشطات وآلات ضخ النفط وآلات الغزل والأحمال الأخرى في مجالات مختلفة مثل التعدين والصلب والطاقة الكهربائية وما إلى ذلك، وحققت تأثيرات جيدة في توفير الطاقة واكتسبت إشادة واسعة.
وقت النشر: ٢٨ مارس ٢٠٢٤