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空气悬浮风机的简单介绍

发布时间:2020-07-11 01:44

  空气悬浮风机的简单介绍_机械/仪表_工程科技_专业资料。随着科技的发展、社会的进步,以及国家对节能减排工作的日益重视,污水处理厂采用的传统的罗茨或多级离心风机已经不再适应节能、降耗、环保的新要求。近几年,空气悬浮离心鼓风机凭借其技术含量高、性能稳定、节能、低噪、免维护以及性价比高等优势已经成为了设计院、环保公司以及污水处理厂业主的首选。

  NEO TURBO 空气悬浮离心风机 产品介绍 Neo Turbo 空气悬浮离心鼓风机 高效叶轮 Impeller 空气悬浮轴承 Air Bearing 核心技术 永磁同步高速电机 PMSM 变频器 Inverter 控制系统 PLC 性能特点 高效节能 现代环保 维护简单/费用低 ?直接连接以最大限度地减少能量传递损失 ?与传统风机相比,能减少电力消耗30-40% ?2-3年内收回投资成本 ?智能化,人性化的触摸屏(TOUCH) ?采用空气悬浮轴承技术,不含任何润滑油 ?快捷便利的安装,无需地基或地脚螺栓 ?无需定期养护及更换轴承 ?无油润滑系统,避免二次污染 ?只需定期更换过滤器 ?噪音低于85分贝,无振动,亲环境 结构示意图 流体 电力 机械 管道 风机入口 - 压力 - 温度 - 流量 - 湿度 输入功率 (总消耗功率耗) 风机外壳 2 有效功率 - 压力 - 流量 - 温度 消声器 放空阀 风机吸入过滤 器 交流电抗器 选配 or 谐波滤波器 选配 压缩机 永磁同步电机 电磁兼容滤波器 选配 VFD(变频调速) 核心技术 精密加工叶轮 PMSM(永磁同步)电机的叶轮采用了最顶尖的空气力学 技术加工而成,与航空工学的技术相同,以最精致,精 密的设计来保障最高性能。 ?采用高硬度热处理航空铝AL7075(航空铝) ?通过5轴加工提高精度和耐用性 ?表面光滑而干净,相比铸造叶轮效率高 ?强度高,适合于高温高压的恶劣工作条件 ?重量轻,耗损电力少 ?因叶轮与轴直接连接动力传递效率可达100% 核心技术 空气轴承 利用高速旋转式产生空气压力,依靠离心力而悬浮的非接触式轴承 ?PMSM(永磁同步)电机采用100%无油非接触轴承 ?设备结构简单,无错误运行,维护便捷 ?动力损失极小,可维持高效率 ?周围温度及灰尘等环境的影响小 ?采用无振动,低噪音 径向轴承 止推轴承 轴和轴承的构造 止推轴承 Thrust Bearing(2EA) 圆盘Disk 内装转子 Built in rotor 转子系统 Rotor System 1)1 转子Rotor / 1 固定子Stator 2)径向轴承 Radial Bearing : 2sets 3)止推轴承 Thrust Bearing : 2sets 止推轴承 Thrust Bearing Thrust Bearing 叶轮 Impeller 固定子 Stator 外壳 Frame 径向轴承 Radial Bearing 转子 Rotor 轴和轴承的构造动画示意图 核心技术 高速永磁同步电机 PMSM(永磁同步)电机以高速旋转的优化设计,最大限度 降低了高频率损失,效率可达98% ?发动机与叶轮直接连接,动力传输效率基本没有损失 ?采用永久磁铁,维持高效运行 ?通过变频器改变频率,转速可达60,000RPM ?可进行精准的速度控制 ?启动次数40,000次以上Start-Stop Cycle Test 核心技术 为什么是永磁同步电机? 异步电机 永磁同步电机 高速永磁同步电机和交流异步电动机 永磁同步电机 异步电机 ? 无需磁化动力。 ? 发热小,热能损失低。 ? 回转轴体积小,机械摩擦低。 ? 无感应电动机转差率,部分负荷也能维持高效率。 ? 精确的速度控制与变频同步电机:无滑移 核心技术 高效变频器 实现设备最佳性能的高效变频器 ?采用国际知名品牌日本安川/芬兰伟肯,稳定性和可靠性高 ?为高速旋转提供最小化算法 ?通过调节频率(HZ)达到节约能源的高速旋转功能 ?内置直流电抗器,可抑制电源谐波 ?精密运行,软启动 ?对急剧负荷变动的反应速度快 ?内部装有后备电容(Kinetic Energy Back-up),停电时可迅速安全的让设备减速停止 核心技术 通过PLC控制系统保持一定的 压力,流量及转速,控制简便。中 文显示人机界面;客户可通过触摸 屏画面可实时监控。 控制器 具有防喘振(SURGE)保护功 能,产品安全性最大化;提供多种 操作模式;自动故障报警,便于分 析故障原因 利用 RS 485端口,支持多种通 讯协议(MODBUS,PROFIBUS,ETH ERNET IP等)实现远程控制 标准鼓风机房示意图 为了鼓风机能够高效平稳的运行,建议 客户在搭建鼓风机房时,参考以下几点: 1.机器需要放置在水平的地方,建议客户 搭建高8-12厘米的水泥平台。 2.保持鼓风机房的清洁卫生和通风。 3.由于夏季高温情况导致机器出现故障, 建议客户在出风口管道上包裹绝缘棉或吸 音棉,达到隔热和降低噪音的效果。 VS 产品对比 效率.噪音.环境 鼓风机现有技术 罗茨风机 多级离心鼓风机 单级离心鼓风机 磁悬浮鼓风机 空气悬浮离心鼓风机 容积式鼓风机 低速离心式鼓风机 高速离心式鼓风机 磁悬浮高速离 心鼓风机 空气悬浮高速 离心鼓风机 提高能源效率:从传统的罗茨风机到空气悬浮离心鼓风机效率增加了30%以上,并且噪音也从110分贝下降到 80分贝。 现有技术-罗茨风机 罗茨鼓风机 - 叶轮:双叶或三叶 - 控制:恒速或变速(通常皮带驱动) - 容积式:振动,,噪音大 - 简单的仪器 - 最低的资本成本 - 需要大量的消声器(进气,排气) - 低量程(不能节流进气道) - 低效率:长期运转,效率低下:下降额定排气量的10%;使用1-2年后,压缩部磨损从而导致 效率下降 - 设备维修:定期对皮带进行调整,更换易耗品,零部件易磨损而产生的维修管理费用 - 轴承部位漏油污染环境:轴承及密封部位需要持续的维护 - 风量不可调节:单纯的on/off控制运转,在压力范围内提供固定的空气量,和现场的处理量无 关,会出现生产损失的问题。 现有技术-多级离心风机 多级离心 - 叶轮: 一系列封闭叶轮铸造或制造各种钢合金。 - 控制: 进气节流流量节流(低效率)与变频调速 。 - 轴承: 滚柱式润滑脂或油润滑。 -简易电机轴承温度和振动仪表。 -效率: 因为采用多级压缩方式进行压缩,所以压缩 效率逐渐降低。 现有技术-单级离心风机 单级离心式 - 单叶轮开放面(最常见)封闭式碾磨或熔模铸造铝和 SST常见。 - 控制恒定速度入口导叶排出可变扩散器叶片 - 可下调~45% - 轴承轴式轴承摩擦小类型滚子 -仪表复杂振动、温度、压力、功率。 - 强制油冷却系统 现有技术-磁悬浮风机 磁悬浮鼓风机 - 工作原理 位置传感器检测位移电磁铁被激活,轴被吸引到相反的方向。 离心为中心交叉型分配N,S磁极,控制轴的径方向运动; 轴不悬浮的状态,为了保护电机及磁轴承不受破损,需要备用轴承 - 复杂的结构 为了控制磁轴承,需要在控制旋转轴的位置加上磁轴承控制器和震 动感应器;磁轴承控制器还需要预备电力供给设备。 定位定子 定子 定位定子 叶轮 变频器 磁轴承 控制器 径向磁悬浮轴承 推力磁悬浮轴承 转子 径向磁悬浮轴承 备用轴承 直流 预备电源 主电源 辅助电源 备用轴承 现有技术-空气悬浮风机 空气悬浮离心鼓风机 -启动前轴和轴承之间有物理性的接触,启动时轴和轴承相对运动以产 生空气压力,轴回转的时候, 轴周围的空气流动(速度能量)变换成压 力,使回转轴自转,在轴达到一定的回转速度时(3000-5000RPM)空气 压力使得轴浮扬,并起到润滑作用。空气轴承与滚珠轴承等不同,无物 理接触点,所以无需润滑油,几乎没有能源的损失,因而可以提高系统 的效率。 -优化的整体核心技术:空气悬浮轴承,叶轮,高速电机,提供稳定可 靠的运转,是鼓风机设计的重大创新领域。 -先进的轴承设计,空气轴承不需要润滑系统。 -节省能源,降低维护成本 技术比较-与罗茨风机 VS 区分 项目 外观角度 占地面积 罗茨鼓风机 体积大 空气悬浮离心鼓风机 体积小 效率 35-50% 67-71% 经济角度 投资费用 产品价格低 产品价格较高但是产品效率高, 节约电费的2-3年内回收投资成本 维护费用 1.2万/年(添加润滑油及保养) 2000元/年(定期更换过滤棉) 振动 回应现象严重 ≤2.5 mm/s 环境角度 安装 噪音 需要做地基及地脚螺栓等 110分贝 水平地基即可,无需地脚螺栓 80-85分贝 润滑 需要润滑油,二次污染 100%无油润滑 故障率 管理角度 设备管理 结构复杂,故障率高 需要专门的管理人员 结构节能,故障率低 现场运行担当并行 效率比较-与传统风机 1.随着能量的传递效率的变化 复杂的7步骤(传统鼓风机) 电源 电机 滑轮 皮带 变速箱 轴承 变速箱 齿轮 压缩 部件 简单的4步骤(空气悬浮离心鼓风机) 电源 变频器 变速箱 齿轮 压缩 部件 空气悬浮离心鼓风机采用单体转子与叶轮直连,简 化了能量传递,最大限度地减少了能量损失。使用不需 要油润滑的空气轴承,不需要定期维护,减少了维修故 障点,从而大大减少了维修成本 。传统风机结构复杂, 能量在传递间逐渐消耗,效率低,并且故障率高。 2.随着时间的推移效率的变化 由于没有接触或摩擦磨损,Neo Turbo鼓风机 不会随着时间的推移而失去效率。另一方面,由于 传统鼓风机的磨损和漏气,效率会随着时间的推移 而恶化,并且在使用的过程中还需要对鼓风机进行 重大检修,否则随时间的推移效率损失更为严重。 空气悬浮VS磁悬浮技术比较 区别 空气轴承(Air Bearing) 磁轴承(Magnetic Bearing) 轴承外观 原理 轴承 空气动力 结构简单;100%无油润滑 结构 无需其他配件 体积小 外毂;涂层;箔片;转子 承受温度 -100℃-200℃ 特点 可靠性较高 效率:67%-71% 噪音:80-85分贝 免维护,只需定期更换过滤棉 价格 较低 寿命 本体 on/off 测试:40000次实验 维修 结构简单,故障率低,维修费用少 磁力 结构复杂;100%无油润滑 控制器,感应器等配件 体积大 电磁器;定位感测器;定位控制器;诊断装置;不间断电源 -100℃-180℃ 需要复杂的结构来维持可靠性 效率:61%-70%(控制器需要消耗功率) 噪音:80-85分贝 各种电子元件需要不间断的检查维护(控制器,传感器等) 较高 需根据相应的电子元器件的寿命 结构复杂,故障率高,维修费用多 空气悬浮轴承的优势 费用低 ? 由于结构简单,不需要备用轴承,控制 器等,所以制造成本低,维护成本也低 实用性 ? 变频技术的应用 ? 简单便捷的控制系统 ? 可实现远程控制 ? 电气部分分离,可实现户外安装 效率 ? 以最优化的叶轮设计,产生有高的效率 ? 不需要额外的功率应用于轴承控制及冷却单元方面 可靠性 ? 利用大自然原理产生的空气薄膜, 不要要复杂的控制器 ? 不需要备用轴承,电池及发电器 ? 电机的IP等级高(IP54) 趋势 ? 空气悬浮轴承是一种趋势,在高速涡 轮方面的应用就是一个证明。 ? 高效节能环保的空气轴承将应用与更 多的领域 各种风机效率比较 效率比较 输入 变频耗损 电机耗损 轴承损耗 Shaft trans loss 齿轮传动损失 叶轮损失 总效率 容积式 100 - 6~11 1~3 1~2 单级齿轮 100 - 6~11 10 1~2 磁悬浮 100 4~5 6~11 1 - 多级离心 100 - 6~11 1~3 1~2 空气悬浮涡轮风机 100 4~5 5 1 - - 30~42 42~62 4~5 22~25 47~57 19~22 61~70 30~36 48~62 19~22 67~71 鼓风机比较 压缩方式 流量调节范围 轴承类型 性能恶化 电机类型 噪声(dB) 振动 基础工程 润滑 轴承寿命 电动机起动 售后服务 产品组合 价格(平均值) 容积式 (PD Blower) Positive displacement 齿轮增速 (Integral Gear) 离心 磁悬浮 (Magnetic Bearing) 离心 多级 (Multi Stage) 离心 空气悬浮 (Air bearing Turbo) 离心 无法调节 滚动轴承 转子磨损迅速恶化 100~50% 滑动/滚动轴承 不磨损不变质 45~100% 磁悬浮轴承 不磨损不变质 Variation by IGV 滚动轴承 不磨损不变质 45~100% 空气悬浮轴承 不磨损不变质 感应电动机 感应电动机 高速感应电动机(AIM) 感应电动机 永磁同步电动机 超过100dB 90~95dB 80~90dB 90~95dB 75~85dB 很严重 大面积基础 严重 基础会需要 没有 不需要 严重 地脚螺栓需要 没有 不需要 润滑脂或油的周期性变化 润滑脂或油的周期性变化 100%无油润滑 油脂或油 100%无油润滑 1~2年 启动困难10x操作电流 当地所有的组件 最好在 50HP 以下 5~10 年 启动困难10x操作电流 当地有局部的配件 最好在 500HP 以上 20年以上半永久性 软启动 2~4 年 启动困难10x操作电流 元器件供应1~3个月 当地有局部的配件 150~400 HP 最好在 300HP 以上 20年以上半永久性 软启动 元器件供应1个月 结构简单;快速服务 30~600 HP 最低 最高 比荣积式价格高 比磁悬浮低 国合动力科技宜兴有限公司 销售副总经理 高齐


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