磁悬浮鼓风机

目录

摘要 (2)

一、磁悬浮鼓风机简介及特点 (2)

二、磁悬浮鼓风机主要生产企业及同类产品对比 (3)

三、磁悬浮轴承透平应用的现状 (5)

四、磁悬浮轴承在大型离心压缩机和低温透平膨胀机的应用 (7)

摘要

一、磁悬浮鼓风机简介及特点

1.磁悬浮鼓风机简介

磁悬浮离心鼓风机（magnetic levitation blower）是采用磁悬浮轴承的透平设备的一种。其主要结构是鼓风机叶轮直接安装在点击轴延伸端上，而转子被垂直悬浮于主动式磁性轴承控制器上。不需要增速器及联轴器，实现由高速电机直接驱动，由变频器来调速的单机高速离心鼓风机。该类风机采用一体化设计，其高速电机、变频器、磁性轴承控制系统和配有微处理器控制盘等均采用一体设计和集成。其核心是磁悬浮轴承和永磁电机技术。结构示意图如下

2.磁悬浮鼓风机主要技术特点

（1）节能高效：采用磁悬浮轴承，无接触损失和机械损失，实现了高转速无极变转速调节，使得风机运行效率可高达84.5%。

（2）噪音低，安装方便：由于采用整体箱式结构，风机噪音在80dB以下，机体震动极小，无需做安装基础。

（3）系统集成性高：进口过滤器、冷却系统、全自动防喘震系统、停电和故障保护系统等，用户无需采购其它部件。实时显示的中文触摸屏，为操作工人带来方便及减少操作事故的发生。

（4）冷却效率高：冷却系统采用风冷和水冷结合的方式，能够有效保护电机，可实现风机的随时启停。

（5）远程控制：采用了PLC+GPRS。不但可由中心控制室控制，若风机出现故障，还可以实施远程维修调试。

二、磁悬浮鼓风机主要生产企业及同类产品对比

1.国外主要制造企业

（1）德国Piller Power Systems GmbH公司：主要生产用于下列领域的风机：通用设备制造、化学工业、工业焚烧炉、电站/钢铁工业、排蒸汽压缩机、石化工业、

污水处理工业、标准产品系列等。

（2）芬兰艾伯斯集团(简称ABS)：ABS集团是全球污水解决方案供应商，能够提供泵、搅拌器、搅拌机、曝气系统、鼓风机、控制和监视系统以及服务等完整的水处理设备的业务组合。ABS的HST高速磁悬浮离心鼓风机是其曝气鼓风机，主要用于污水处理厂和工业低压工艺。性能范围：流量700-10,000m³/h；升压范围：40-125 kPa；

（3）日本川崎：川崎HST高速磁悬浮离心鼓风机由上海清泰公司代理。其高速磁悬浮鼓风机有：2500、6000、9000三个系列；性能范围：流量：800-10600 m³/h；升压范围：40-130 kPa；。

2.国内主要制造企业

南京磁谷科技有限公司，是南京市和江苏省民营科技型企业，获得过省市和国家的产学研创新项目支持。该公司依托南京航空航天大学磁悬浮应用技术研究所的科研力量与863计划的科研成果，主要从事磁悬浮轴承技术的研究、开发、应用、推广及其产业化。主要产品有磁悬浮轴承技术的相关设备、试验仪器。2009年，南京磁谷自主研发的国内首台磁悬浮离心鼓风机在污水处理厂成功连续运行。其主要参数见下表

额定转速40000r/min

额定功率70kw

额定流量40m3/min

额定升压60KPa

3.相关参数对比

现有的磁悬浮鼓风机入口流量均小于180 m³/min；主要应用于小城镇污水处理的曝气鼓风机。实际上，当前市场上主流的曝气鼓风机有：罗茨鼓风机、低速多级离心鼓风机、单级高速离心鼓风机、空气悬浮离心鼓风机、磁悬浮离心鼓风机五大类，市场竞争激烈。以下对各类曝气鼓风机的主要项目进行比较：

项目罗茨鼓风

机

低速多级离心

鼓风机

单级高速离心

鼓风机

空气悬浮离

心鼓风机

磁悬浮离心

鼓风机

流量范围（m³/min）小于100 60~800 小于600 小于600 小于180 效率小于70% 小于80% 75~80% 大于80% 大于80% 调节范围30%~110% 60%~110% 60%~110% 40%~120% 40%~120%

维修费用低低高免维修免维修

机组成套性低低中高（一体化）高（一体化）噪音dB(A) 大于85 小于85 大于85 小于80 小于80 价格低中中高高高

市场份额15% 30% 51% 3% 1%

主要生产商

长鼓、天

鼓、章丘等

陕鼓、武鼓、

湖北中意、

DDI、GD等

HV-TURBO、

英国豪顿、

沈鼓等

K-TURBO

NEUROS

TURBOMAX

Piller

ABS

川崎

备注用于沉砂池用于BOT项目市政项目选择多政府投资项目政府投资项目以HV-TURBO为代表的单级高速离心鼓风机在污水处理行业取得了设计院和市政管理部门的认可，是当前曝气鼓风机的主流产品，同时随着GD、DDI等国外先进的多级离心鼓风机在国内市场认可度的逐步提高也将会增加市场竞争程度，同时，变频调节技术的推广和应用也将提高该类产品竞争力。空气悬浮离心鼓风机自2002年进入我国市场，现已有100余台套业绩，在并逐步取得市场认可。磁悬浮离心鼓风机自2004年进入国内市场，业绩不超过20台套。因此，磁悬浮离心鼓风机仍需要进一步得到市场检验和认可。

三、磁悬浮轴承透平应用的现状

1.电磁悬浮轴承产生的背景

随着现代工业的发展，对旋转机械提出了各种越来越苛刻的性能要求。特别在能源化工机械中，要求转子的旋转速度和精度越来越高、转子和定子之间的间隙越小越好以追求更高的运行效率。而对另一些工作在极端高温或低温环境下的军工、航空航天领域的旋转机械来说，除了要求能够承受严酷的环境考验之外，对于支承的可控性、安全及可靠性的考虑往往是第一位的。能够同时满足上述要求，可投入实际工程应用的支承技术根据当前研究首推主动磁悬浮轴承。

2.磁悬浮轴承的基本原理

磁悬浮轴承从原理上可分为两种，一种是主动磁悬浮轴承（active magnetic bearing ），简称AMB ；另一种是被动磁悬浮轴承（passive magnetic bearing ），简称PMB ，工业应用主要采用前者。主动磁悬浮轴承其结构原理见下图。