加热炉助燃风机节能技术
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因 为是 ２台 风机并 联 为 加热 炉送 风 ，加 热 炉 的 风量 为 ２台风 机风 量 之 和 （或 小 于 ２台风 机 风量 之
和 ）。由于现场一般状态下风 门开度是 ４０％左右 ， 说明实际使用风量远远小于 ２台风机所能提供的 风量 ，因此具有很大的调整空间 。靠风 门关小虽 然满足 了现场使用要求 ，但是却造成 了风机吸人 阻力增加 ，不仅浪费能源 ，而且使电动机系统产生 振 动 及 噪 音 。为 了节 约 能 源 ，决 定 引 入 永 磁 调速 装 置 对风 机 电动 机进 行改 造 。
问题研究
第 ３２卷 ２０１４年第 ２期 （总第 １７０期 ）
加 热炉 助燃风机节 能技术
郑 凯 ’ 李 宏微 ’ 张 凯胜 张成 业 。 （１．鞍钢集团工程技术有限公司 ２．鞍钢股份公 司大型厂 ３．鞍钢集团 自动化公司 鞍 山 １１４０２１）
【摘 要】 电动机采 用先进的 永磁 调速技 术 ，可提 高 系统的效 率。本文 主要 介绍 了永磁 调速装 置的特性 ， 并对加 热炉助 燃风机安装永磁调速装置后 的节能效果进 行 了分析 。
２ 原助 燃 风机 运行 状 况 鞍 钢 热 轧 厂 ２号钢 坯加 热 炉 ，采 用 ２台助 燃 风
机 并 联 运 行 为 加 热 炉 送 风 。风 机 型 号 为 Ｄ１ １００— １３，额 定 风 量 为 ７５０００ｍ ／ｈ。额 定 压力 为 １２ｋＰａ，配 置 电动 机为 ４００ｋＷ／１０ｋＶ。
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３．Ａｎｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ａｎｓｈａｎ １１４０２１）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｏｔｏｒ ａｄｏｐｔｓ ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ
ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｅｆ ｉ ｃｉｅｎｃｙ．Ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇ ｕ ｌａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇ ｙ ｓａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｆａｎ ｏｆ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｔｏ ｂｅ ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ ｐｅｒ ｍ ａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ．
冉 Ｉ压力信号 ｌ
１．．．．．．．
图 １ 控制原理
３．２ 永磁 调 速装 置 的结构优 点 （１）导体盘的磁通ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ径磁阻减少 ，导体盘的整
体 电感 值 增加 。 （２）拖 出转矩值提高 ，往低转差 区移 动 ，得到
高效 率 的输 出。 （３）总导体 电流量减少 ，发热量减少 ，可承受
一 ６９—
第 ３２卷 ２０１４年第 ２期（总第 １７０期 ）
问题 研 究
行 器 ，与机 械 调 速 机构 相连 ，接 收 ４－２０ｍＡ的控 制 信号 ，通过 调节气 隙的方式来调节 负载 的转速 。 控制信号可 由ＰＬＣ控制柜提供 ，实现 远程控制或 自动控 制 ，也 可实 现 闭 环控 制 ，控 制 原 理 如 图 １所 示 。
【关键词】 永磁调速装置 磁场 风机
Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃｏｍ ｂｕｓｔｉｏｎ Ｆａｎ ｆｏｒ Ｈ ｅａｔｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ
ＺＨＥＮＧ Ｋａｉ ，ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｗｅｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｋａｉ－ｓｈｅｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ—ｙｅ
《１．ＡｎｓｔｅｅｌＥｎｇｉｎｅｍ４ｎｇａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．；２．ＨｅａｖｙＳｔｅｅｌＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌｏｆＡｎｇａｎｇＳｔｅｅｌ Ｃｏ ．。Ｌｔｄ．；
主动转 子离从动转子越近 ，切割磁力线产生 的磁场越强 ，驱 动负载的转矩就大 ，负载的转速也 越高 ，最高可达 到电动机转速的 ９８％；反之 ，主动 转子离从 动转 子越 远 ，切 割磁力线产生 的磁场越 弱 ，驱动负载的转矩就小 ，负载的转速也越低。
永 磁 调 速 装 置配 套 技 术成 熟 的 电 动或 气 动执
３ 永磁 调速 装 置的原 理 及优 点 ３．１ 永磁 调速 装置 的 原理
永磁调速装置是通过气隙来传递转矩 的传动 技术 ，电动机和负载之间无需要机械联结。电动 机旋 转时带动制动转子 ，使装有强力稀土永磁 的 转 盘 与 装 有 非 铁 导 体 盘 之 间 相 对 运 动 切 割 磁 力 线 ，从 而产 生涡电流 ，产生感应磁场 ，来拉动从 动 转子旋转 ，实现 了电动机和负载之 间的无接触 的 转 矩传 递 。
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ，ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆ ｉｅｌｄ，ｆ ａｎ
１ 引言 国 家 发 展 委 员 会 “十 一 ·五 十 大 重 点 节 能 工
程 ”关 于“电动 机 系统 节 能 工程 ”一章 中要 求 ，为 了 提高 电动机系统效率 ，通过采用变频调速 、永磁调 速等技术 ，改善风机 、水泵类电动机系统的调节方 式 ，逐步淘汰闸板 、阀门等机械节流方式。尤其要 重点对大 中型的电动机 系统进 行调速改造 ，合理 匹配电动机参数 ，消除“大马拉小车”现象 。
的负载提 高 。 （４）Ｔ—Ｎ曲线特性优异 ，实现无级平滑调速 ，稳
运 行 时炉 内烧 嘴 （即 风 机 并 联 运 行 母 管 总 出 口 ）开度 需根 据 钢 种 、炉 内 温度 进 行 调 节 ，以满 足 加热 炉 内的 温度 需 求 。 风机 出 口至并 联 运 行母 管 总 出 口（即炉 内烧嘴 ）间 ，按 工艺要求需 保持 １０～ １２ｋＰａ的压力。其压力是靠风机人 口风 门开度 大 小来调节 ，一般开度是 ４０％左右 ，运行 电流 １３Ａ左 右 。
和 ）。由于现场一般状态下风 门开度是 ４０％左右 ， 说明实际使用风量远远小于 ２台风机所能提供的 风量 ，因此具有很大的调整空间 。靠风 门关小虽 然满足 了现场使用要求 ，但是却造成 了风机吸人 阻力增加 ，不仅浪费能源 ，而且使电动机系统产生 振 动 及 噪 音 。为 了节 约 能 源 ，决 定 引 入 永 磁 调速 装 置 对风 机 电动 机进 行改 造 。
问题研究
第 ３２卷 ２０１４年第 ２期 （总第 １７０期 ）
加 热炉 助燃风机节 能技术
郑 凯 ’ 李 宏微 ’ 张 凯胜 张成 业 。 （１．鞍钢集团工程技术有限公司 ２．鞍钢股份公 司大型厂 ３．鞍钢集团 自动化公司 鞍 山 １１４０２１）
【摘 要】 电动机采 用先进的 永磁 调速技 术 ，可提 高 系统的效 率。本文 主要 介绍 了永磁 调速装 置的特性 ， 并对加 热炉助 燃风机安装永磁调速装置后 的节能效果进 行 了分析 。
２ 原助 燃 风机 运行 状 况 鞍 钢 热 轧 厂 ２号钢 坯加 热 炉 ，采 用 ２台助 燃 风
机 并 联 运 行 为 加 热 炉 送 风 。风 机 型 号 为 Ｄ１ １００— １３，额 定 风 量 为 ７５０００ｍ ／ｈ。额 定 压力 为 １２ｋＰａ，配 置 电动 机为 ４００ｋＷ／１０ｋＶ。
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３．Ａｎｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ａｎｓｈａｎ １１４０２１）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｏｔｏｒ ａｄｏｐｔｓ ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ
ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｅｆ ｉ ｃｉｅｎｃｙ．Ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇ ｕ ｌａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇ ｙ ｓａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｆａｎ ｏｆ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｔｏ ｂｅ ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ ｐｅｒ ｍ ａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ．
冉 Ｉ压力信号 ｌ
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图 １ 控制原理
３．２ 永磁 调 速装 置 的结构优 点 （１）导体盘的磁通ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ径磁阻减少 ，导体盘的整
体 电感 值 增加 。 （２）拖 出转矩值提高 ，往低转差 区移 动 ，得到
高效 率 的输 出。 （３）总导体 电流量减少 ，发热量减少 ，可承受
一 ６９—
第 ３２卷 ２０１４年第 ２期（总第 １７０期 ）
问题 研 究
行 器 ，与机 械 调 速 机构 相连 ，接 收 ４－２０ｍＡ的控 制 信号 ，通过 调节气 隙的方式来调节 负载 的转速 。 控制信号可 由ＰＬＣ控制柜提供 ，实现 远程控制或 自动控 制 ，也 可实 现 闭 环控 制 ，控 制 原 理 如 图 １所 示 。
【关键词】 永磁调速装置 磁场 风机
Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃｏｍ ｂｕｓｔｉｏｎ Ｆａｎ ｆｏｒ Ｈ ｅａｔｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ
ＺＨＥＮＧ Ｋａｉ ，ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｗｅｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｋａｉ－ｓｈｅｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ—ｙｅ
《１．ＡｎｓｔｅｅｌＥｎｇｉｎｅｍ４ｎｇａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．；２．ＨｅａｖｙＳｔｅｅｌＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌｏｆＡｎｇａｎｇＳｔｅｅｌ Ｃｏ ．。Ｌｔｄ．；
主动转 子离从动转子越近 ，切割磁力线产生 的磁场越强 ，驱 动负载的转矩就大 ，负载的转速也 越高 ，最高可达 到电动机转速的 ９８％；反之 ，主动 转子离从 动转 子越 远 ，切 割磁力线产生 的磁场越 弱 ，驱动负载的转矩就小 ，负载的转速也越低。
永 磁 调 速 装 置配 套 技 术成 熟 的 电 动或 气 动执
３ 永磁 调速 装 置的原 理 及优 点 ３．１ 永磁 调速 装置 的 原理
永磁调速装置是通过气隙来传递转矩 的传动 技术 ，电动机和负载之间无需要机械联结。电动 机旋 转时带动制动转子 ，使装有强力稀土永磁 的 转 盘 与 装 有 非 铁 导 体 盘 之 间 相 对 运 动 切 割 磁 力 线 ，从 而产 生涡电流 ，产生感应磁场 ，来拉动从 动 转子旋转 ，实现 了电动机和负载之 间的无接触 的 转 矩传 递 。
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ，ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆ ｉｅｌｄ，ｆ ａｎ
１ 引言 国 家 发 展 委 员 会 “十 一 ·五 十 大 重 点 节 能 工
程 ”关 于“电动 机 系统 节 能 工程 ”一章 中要 求 ，为 了 提高 电动机系统效率 ，通过采用变频调速 、永磁调 速等技术 ，改善风机 、水泵类电动机系统的调节方 式 ，逐步淘汰闸板 、阀门等机械节流方式。尤其要 重点对大 中型的电动机 系统进 行调速改造 ，合理 匹配电动机参数 ，消除“大马拉小车”现象 。
的负载提 高 。 （４）Ｔ—Ｎ曲线特性优异 ，实现无级平滑调速 ，稳
运 行 时炉 内烧 嘴 （即 风 机 并 联 运 行 母 管 总 出 口 ）开度 需根 据 钢 种 、炉 内 温度 进 行 调 节 ，以满 足 加热 炉 内的 温度 需 求 。 风机 出 口至并 联 运 行母 管 总 出 口（即炉 内烧嘴 ）间 ，按 工艺要求需 保持 １０～ １２ｋＰａ的压力。其压力是靠风机人 口风 门开度 大 小来调节 ，一般开度是 ４０％左右 ，运行 电流 １３Ａ左 右 。