一、项目概况

　　本项目位于广州市黄埔区，现场共3条渗滤液处理生产线，规模3000吨/天，处理系统采用了AO工艺。针对原罗茨风机使用年限长、效率较低、电耗高、运行噪音大、维护成本高等因素进行调整。

　　磁悬浮鼓风机于2020年8月完成安装调试工作以来，一直稳定运行，相比原罗茨风机噪音更低，自动化程度高，操作简单智能。磁悬浮鼓风机运行无接触、无摩擦、省却了润滑油，降低了设备故障率，节省了后期的维护工作量和维护成本。相同工况下磁悬浮鼓风机每月可为用户节电约260,000kWh，电费0.63元/度，每月节电费用约为：16.4万元。

　　二、主要工艺及技术简介

　　磁悬浮鼓风机采用完全自主知识产权的磁悬浮轴承技术，高速永磁电机技术、高频矢量变频技术、高效流体机械技术四大核心技术。

　　（一）工艺流程

　　当空气进入磁悬浮高速永磁电机直接驱动的三元流叶轮，在高速旋转的叶轮带动下产生动能，部分动能再扩压器和蜗壳流道中转化为压力势能，改变流动方向，最后经过排气管网输入工艺系统。相比传统罗茨风机节能30%以上、相比多级离心风机节能20%以上、相比单级离心风机节能10%以上。

　　（二）关键技术

　　1、磁悬浮轴承技术

　　（1）采用飞旋®五自由度主动磁悬浮轴承技术，智能控制转子轴心位置，旋转部件零摩擦。

　　（2）采用自动平衡技术，每秒超过10000次信号采集和实时校正，保证转子稳定悬浮。

　　（3）省去传统轴承所必须的润滑系统，100%无油运行。

　　（4）多重安全防护，配有断电保护系统及辅助轴承，避免意外断电造成轴承损坏。

　　2、高速永磁电机技术

　　（1）高速永磁电机直接驱动三元流叶轮，省去了增速齿轮结构，提升了传动效率。

　　（2）转子采用稀土永磁体励磁，电机效率达96%以上。

　　（3）特有的高强度碳纤维绑扎技术，经115%的超速试验，保证转子永磁体在高速下的可靠性。

　　（4）电机的电磁特性与叶轮气动特性、变频驱动特性进行匹配设计，实现整个系统效率最优。

　　3、高效流体机械技术

　　（1）采用高强度航空铝合金或钛合金三元流叶轮，五轴加工中心一体铣削成型，后弯式设计，工况范围宽。

　　（2）设计时经过CAE有限元分析，来料通过100%探伤检测，加工完成后经过115%超速试验，表面防腐处理，保证在生命周期内的安全可靠。

　　4、高频矢量变频技术

　　（1）专注高频，载波高达16kHz，输出频率高达800Hz,轻松驱动高速电机。

　　（2）出色的损耗抑制和发热管理，高频输出不降容，适用各种恶劣运行环境。

　　（3）高性能无传感器矢量控制技术，参数适应性好，控制性能高，输出谐波低，电机发热小。

　　（4）智能自学习，一键辨识电机参数及控制参数，大幅降低调试难度和工作量。

　　5、主要硬件功能有以下几种：

　　（1）无线远程监控：采用PLC+GPRS/3G/4G，可实现无线远程实时监控风机运行状态和智能调控。

　　（2）人机界面：人机界面为中文显示，设备状态实时监控，设备运行工况点，历史趋势曲线，报警显示、查询。

　　（3）控制系统：采用西门子系列PLC、稳定、可靠。控制风机运行，逻辑控制，采集处理实时数据，PLC自带以太网口，接口满足用户控制系统连接需求。模块化的控制器便于维修、维护、功能扩展。

　　（4）电驱动系统：配置高性能、高速变频器，成熟稳定，可根据工况需求调整每台鼓风机的风量，在50-100%范围内进行调整。变频器与PLC的实时数据通讯，使得变频器的运行数据得到实时监测、控制，及时对变频器的故障做出处理。

　　（5）就地控制器包括以下诸多功能：

　　多种可选控制模式，包括：恒流量控制，恒转速控制，DO连锁控制，恒压控制等；

　　喘振保护、电机过剩保护、鼓风机轴承振动、出口放空阀控制、故障信号显示、故障信号输出、报警功能、故障停机等。

▲图1 磁悬浮鼓风机

　　三、案例效果

　　磁悬浮鼓风机自安装调试以来运行稳定，噪音低、操作方便，有效解决了污水处理站使用传统摩擦传动式机械曝气设备面临的低效率、高耗电、高噪音、危废油、高故障、短寿命等问题。

　　一是在节能降耗方面，磁悬浮鼓风机24小时耗电6000kWh，罗茨耗电9380kWh，鼓风机实际节能率为36.03%，噪音由110dB降至80dB。

　　二是在成本节约方面，磁悬浮鼓风机省去了外接冷却水和润滑油，从节约运维成本。

　　三是在综合效益方面，磁悬浮鼓风机投运后，每年大约可以节电3,633,156kWh，按年运行时间8,600小时计算，每年可以减燃标煤约1,100吨，每年减少二氧化碳排放约3,655吨。

　　案例申报单位：亿昇（天津）科技有限公司。