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。　
【关键词】永磁调速装置磁场风机　

Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓａｖｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｆａｎ　ｆｏｒ　Ｈｅａｔｉｎｇ　Ｆｕｒｎａｃｅ　
ＺＨＥＮＧ　Ｋａｉ　，ＬＩ　Ｈｏｎｇ－ｗｅｉ　，ＺＨＡＮＧ　Ｋａｉ－ｓｈｅｎｇ　，ＺＨＡＮＧ　Ｃｈｅｎｇ—ｙｅ　
《１．ＡｎｓｔｅｅｌＥｎｇｉｎｅｍ４ｎｇａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．；２．ＨｅａｖｙＳｔｅｅｌＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌｏｆＡｎｇａｎｇＳｔｅｅｌ　Ｃｏ．。Ｌｔｄ．；　
’　
３．Ａｎｓｔｅｅｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ａｎｓｈａｎ　１１４０２１）　

【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｍｏｔｏｒ　ａｄｏｐｔｓ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｍａｇｎｅｔ　ｓｐｅｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　
ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｄｅｓｃｒｉｂｅ　ｔｈｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｍａｇｎｅｔ　ｓｐｅｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ　
ｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｆａｎ　ｏｆ　ｈｅａｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｔｏ　ｂｅ　ｅｑｕｉｐｐｅｄ　
ｗｉｔｈ　ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｍａｇｎｅｔ　ｓｐｅｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ．　
【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｍａｇｎｅｔ　ｓｐｅｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ，ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ，ｆａｎ　

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。　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。　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。　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。　

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。　
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　

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。　

图１控制原理　
冉Ｉ压力信号ｌ　
１．．．．．．．　

３．２永磁调速装置的结构优点　
（１）导体盘的磁通路径磁阻减少，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　
的负载提高。　
（４）Ｔ—Ｎ曲线特性优异，实现无级平滑调速，稳　
定不调速。　
（５）舍弃散热鳍片结构，改用专利导风叶片，　
改善恼人的噪声问题。　
（６）提升永磁调速装置的散热效率，达到低噪　

声、高效率的最佳状态。　
４节能效果分析　
改造前２台助燃风机并联运行，风门开度４０％　
时，运行电流１３Ａ，运行电压１０ｋＶ，风压１２ｋＰａ，总　
耗能Ｐ。＝３９１ｋＷ。改造前单台风机风量７．５万ｍ　／ｈ　
时，出口压力为１２ｋＰａ；风量３．７万ｍ　／ｈ时，出口压　
力为１５．５ｋＰａ。根据现场工艺需求，两台风机并联　
送风，而系统所需压力仅为１ｌｋＰａ左右（考虑加热　
器压力损失）。　
采用永磁调速装置调节后，根据泵浦相似定　
理算得该装置可以提高节能效率２５％。因此，调　
速后设备总耗能Ｐ：＝６３３ｋＷ。按设备每年运行　
８０００小时，全年可节省１６９万度电，节省电费约９８　
万元。节能同时还减少噪音、振动、延长电动机和　
风机的使用寿命，并延长系统维修时间。　
永磁调速装置一套（含执行器、机座、连接附　
件等），约３５万元人民币，４套装置总投资１４０万　
元，两座加热炉设备投资回报期约为一年零５个　
月。　

５结论　
永磁调速节能装置在鞍钢热轧厂加热炉助燃　
风机上实施后，现场运行稳定、节能效果明显。目　
前，通过对大中型电动机系统进行调查得知，仍存　
在电动机参数不匹配，大马拉小车现象。如果使　
用永磁调速装置等先进电机调速技术，改善风机、　
水泵类电动机系统调节方式，将节约大量能源。　
（２０１４－０１—１６收稿）　

ｅ　二　石　＼ｌ石　石　石＼　ｅ　婚　ｅ　石　石　，＾＼　寄　瞄　＼Ｉ　晶崂０　ｅ　，＾＼　、　情　才　蛸　
［上接第６８页］　

确体现设计的意图，主要材料应列表表示。　
（２）施工详图：又称加工图或放样图等，深度　
须能满足车间直接制造加工，不完全相同的另构　
件单元须单独绘制表达，并应附有详尽的材料表。　

一
７０一　

参考文献　
…钢结构设计手册（第三版）北京：中国建筑业出版　
社．２００４．　
（２０１３—０５—２３收稿）