王玉堂
（河南心连心化学工业集团股份有限公司，河南 新乡453700）
［摘 要］河南心连心化学工业集团股份有限公司4#（煤粉）锅炉送风机（A/B）原设计为工频调速，针对传统锅炉风机工频调速系统能耗高、维护复杂等问题，就风机变频调速、永磁调速、磁轮调速等三种节能改造方案进行对比分析，最终决定选取这2台送风机进行磁轮调速改造。分析磁轮调速器的工作原理及其在锅炉风机中的适配性，2024年9月停炉检修期间4#锅炉2台送风机（A/B）改为磁轮调速，实际应用情况表明，磁轮调速器在降低风机能耗、减少机械磨损、延长设备使用寿命等方面效果显著。鉴于4#锅炉2台送风机（A/B）改为磁轮调速后运行状况良好，后续将择机将其尽快推广应用到1#～5#锅炉其他送风机/引风机/一次风机的节能改造中[目前3#（循环流化床）锅炉一次风机已实施磁轮调速技改]。
［关键词］锅炉风机；工频调速；节能改造；变频调速；永磁调速；磁轮调速；对比分析；磁轮调速器应用
［中图分类号］TH44 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）06-0041-04
0 引 言
锅炉作为工业生产的核心设备之一，其配套风机（送风机、引风机等）的能耗占系统总能耗的30%～40%。风机传统调速所用液力耦合器、变频器等虽能实现一定的节能效果，但存在体积大、维护成本高、谐波干扰等问题；同时，液力耦合器调速为低效调速，调速范围有限，高速丢转约5%～10%，低速转差损耗最高可达额定功率的30%以上，且启动电流大、响应慢、维护费用高[1]。磁轮调速作为一种新兴的机械调速技术，凭借其无接触传动、结构简单、可靠性高等特点，逐渐成为风机节能改造的新方向。
河南心连心化学工业集团股份有限公司（简称河南心连心）现有3台产汽量165 t/h的循环流化床锅炉（1#～3#锅炉）、2台产汽量220 t/h的煤粉锅炉（4#～5#锅炉），正常生产中2台煤粉锅炉、1台循环流化床锅炉运行，其余2台循环流化床锅炉备用，并配套脱硫、脱硝、除尘设施。1#～3#锅炉于2013年11月投产，4#锅炉于2020年9月投产，5#锅炉于2021年11月投产；其中，4#～5#锅炉各配备有2台送风机（4#锅炉送风机原设计为工频调速，5#锅炉送风机原设计为变频调速）、2台引风机（4#锅炉引风机原设计为液力耦合器调速，5#锅炉引风机原设计为变频调速）、2台一次风机（原设计为工频调速）等。针对传统锅炉风机调速系统能耗高、维护复杂等问题，提出一种基于磁轮调速器的新型节能控制方案。经分析与论证，2024年9月4#～5#锅炉停炉检修期间，先行将4#锅炉2台送风机（A/B）改为磁轮调速，视情况后续再推广到1#～5#锅炉其他送风机/引风机/一次风机等。实际应用情况表明，磁轮调速器在降低风机能耗、减少机械磨损、延长设备使用寿命等方面效果显著，可助力工业领域的节能降耗。
1 磁轮调速器工作原理与技术特点
1.1 核心结构与工作原理
磁轮调速器由主动轮（主要部件包括输入轴、导磁轮体）、从动轮（主要部件包括输出轴、铁磁栅/磁铁套筒、连接与支撑部件、散热片）及永磁磁场（由主动轮的磁体与从动轮铁磁栅形成）组成。据楞次定律，当导体在磁场中做相对运动时，导体切割磁感线，导体中产生感应涡电流，进而产生感应磁场，两者交互作用产生扭矩，并据耦合面积的大小产生不同的扭矩（全耦合力矩最大，部分耦合力矩较小，全脱开力矩为零）。
1.2 技术特点
双筒型永磁调速器主体为纯机械结构，采用的是筒式结构，且主动端与从动端之间无机械连接，具有如下特点：① 可实现平滑无级变速，调速范围0～97%，可以实现完全脱开；② 降低对中难度，可容忍较大对中误差，且适应系统一定的轴向窜动（最大可适应10 mm）；③ 无机械连接，隔离振动，允许冲击性载荷，延长传动部件（轴承、密封等）的使用寿命；④ 系统稳定性超强，且绿色环保，无谐波、无电磁波干扰；⑤ 实现空载启动，大幅降低电机的启动电流，延长设备使用寿命；⑥ 环境适应性强，可在潮湿、易燃易爆、谐波严重、电网波动大等恶劣环境下正常工作；⑦ 安装方便，对于技改项目而言现场改动小、改造工期短；⑧ 设计使用寿命30 a；⑨ 维护成本低（基本上免维护）。
2 电机驱动转动设备现状分析
电机通过联轴器直接驱动转动设备，这种情况在工厂中屡见不鲜，设备的长时间运行、振动等会导致设备损坏、维护频次增加，导致后期设备维护成本上升[2]。
2.1 安全方面
联轴器损坏及维护一直是化工、石油等企业直面的难题之一。除正常承受径向力外，转动设备轴承还承受轴向力，且轴向力较大[3]。转动设备检维修后，若因联轴器不对中，轻则会导致联轴器磨损，使用寿命缩短；重则会导致联轴器受力过大而断裂，浪费人力物力与时间去进行维护及更换，且联轴器断裂时有可能造成人员伤亡、设备受损等，使系统运行受到影响。
2.2 节能方面
更多内容详见《中氮肥》2025年第6期