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磨煤机电机节能、降温改造
摘要：磨煤机电动机由于设计时考虑高起动力矩，电机的磁路一般处于偏饱和状态，导致电压波动对电动机的影响大，而且电机损耗大、温度高。而当系统要求提高产能时，电动机的电流将明显上升，造成电动机损耗增加，效率降低，电动机实际输出功率下降，限制了机组负载的增大。此时可通过对电动机的绕组、风路等进行改造，使机组输出功率不再受到磨煤机电动机的制约，进而降低厂用电率、降低煤耗。
一、概述
磨煤机将煤块粉碎后，直接喷入燃烧器燃烧，是煤粉炉的重要辅助设备，广泛用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业。
磨煤机电动机普遍存在耗电多、温度高现象（与其他同功率电机比较），这与磨煤机本身的特性有关系，因为磨煤机是一种静磨擦力特别大的特殊机械，所配电动机必然按高起动力距设计，这就使电机磁路偏饱和，电压波动对电动机的影响大，而且电机损耗大、温度高。而随着能源需求的不断增加，很多电厂需要适当提高产能，如此时提高电源电压，磨煤机电流将明显上升，造成电动机损耗增加，效率降低，电动机实际输出功率下降；而且线圈温度升高，很容易造成电机损坏，限制了机组负载的增大。
因此，需要对现有磨煤机电动机的绕组、风路等进行改造，使得磨煤机电动机能在较高的电压下正常运行，并使机组输出功率不再受到磨煤机电动机的制约，进而降低厂用电率、降低煤耗。
二、技术原理
由于电机中的硅钢片把电能转化成磁能再转化成动能的能力是有限的。因此，当电机中电压超过一定范围后，电动机铁心损耗增大，效率降低，电能无法再转化成更多的磁能，只能转化成热能，导致电机迅速升温。而大部分磨煤机电动机设计时为了满足高启动转矩的要求磁通密度都很大，当供电电压提高后，很容易达到磁路饱和，使得电动机的温升迅速升高，效率下降。
由公式3可见电动机铁损近似与磁通的平方成正比，因此通过改变定子线圈匝数、接线方式等手段，适当降低磁通密度，使电动机运行在相对磁路不饱和状况下，使电动机铁损下降，温度降低，电压波动影响也减小。
三、案例简介
本方案适合于工作于磁路饱和的磨煤机电动机节能改造。已经在多个工程中实施，节能效果显著。
1、华能南通电厂磨煤机电动机情况
曾对华能某发电厂的磨煤机电动机进行了节能改造。该磨煤机电动机额定功率：522kW，额定电压：6kV，额定频率：50Hz，额定电流：72A，功率因数：0.88，电动机设计磁通密度大，运行中无功电流大，功率因数低。当6kV厂用电压升高时电动机电流明显上升，造成电动机损耗增加，线圈温度高达 120℃（B级温升考核极限），效率降低，电动机输出功率下降。在煤质欠佳时，磨煤机电动机限制了机组负载，煤量带不足，机组限负荷运行在290MW。
因此，必修对磨煤机电动机进行改造或更换，使磨煤机电动机能在6.3KV的电压下正常运行，改善其它辅机（如引风机）的运行工况，使机组出力不再受到磨煤机电动机的制约，进而降低厂用电率、降低煤耗。
2、改造方案
对在线所装的六台进口磨煤机电动机定子线圈进行以下改造：
电机磁路的改造。通过改变定子线圈匝数、接线方式等手段，降低电动机的磁通密度，使电动机铁损下降，温度降低，电压波动影响也减小。
降低铜损耗。采用加强型薄膜云母带作为主绝缘、特殊VPI真空压力浸漆工艺等手段，在不降低绝缘耐压水平的前提下，尽可能的多用铜线以降低电机的铜损，减小由电机定子铜损对定子线圈产生的温度影响。
改良风路。电机定、转子间隙原来只有1.07mm，且定、转子通风道互相错位，电机主风路必需走1.07mm气隙通道，风阻很大，严重影响电机的冷却风量。因此可通过车削转子铁芯外圈，增大定、转子间隙，以改善电机的冷却效果，同时也降低了定子铁芯表面损耗。
由以上数据可以看出：改造后的电动机在相同给煤量情况下，运行电流明显减小，线圈温度也有了明显降低，相同工况下下降了约20℃。改造后电机的启动力矩满足启动磨煤机的要求，符合原电动机的负载曲线，并可使电机的运行电压在6.2KV
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