磁悬浮风机与空气悬浮鼓风机对比

磁悬浮离心式鼓风机和空气悬浮离心式鼓风机的对比一、工作原理分析1、磁悬浮离心式鼓风机结构磁悬浮离心式鼓风机的主要部件包括高效离心叶轮、磁悬浮轴承、同步永磁电机和专用变频器四部分。磁悬浮离心式鼓风机的结构如图所示。磁悬浮离心式鼓风机原理磁悬浮轴承的功能是实现转轴悬浮。它通过内置的位置传感器检测转轴的位置信号，将此信号送入磁悬浮轴承控制器进行调理、运算和放大得到控制电流，再将该控制电流输入磁轴承，产生对转子可控的吸力，从而实现转轴的悬浮。同步永磁电机的功能是驱动转轴的旋转。它通过变频电源产生频率可调的交变电流，将此交变电流输入电机定子即产生旋转磁场，带动转轴高速旋转。风机的功能是实现鼓风。随转轴一同做高速旋转的叶轮带动空气从蜗壳的进气口进入，空气在蜗壳的导向与增压作用下成为具有一定流速与压力的气体，最后从蜗壳的出气口鼓出，这就实现了风机的鼓风。特点：无摩擦，转子先悬浮再转，悬浮过程中有多个位移传感器监测其悬浮状态。2、空气悬浮离心式鼓风机工作原理气悬浮风机原理：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。特点：半摩擦，先转再悬浮，达到一定速度时因为转子高速旋转所产生的离心作用使之转子与轴簧片之间形成一个高压空气膜而托浮起来。整个悬浮过程无传感器监控。二、两种风机的对比2.1整机结构比较项目磁悬浮离心式鼓风机空气悬浮离心鼓风机整机结构简单简单振动振动小振动小噪音80分贝以下80分贝以下2.2轴承比较比较项目磁悬浮离心式鼓风机轴承空气悬浮鼓风机轴承轴承类型磁悬浮轴承空气悬浮轴承润滑油不需要不需要摩擦无摩擦半摩擦使用寿命永久性半永久性维护保养空气滤网空气滤网+冷却液机械故障率低，启动和停止时无摩擦，运转过程中有位移传感器监测转子运行状态高，启停和停止过程中有磨损，运转过程中无传感器监测转子运行状态能耗空气摩擦+电磁力，能耗低于0.5﹪空气摩擦+空气压缩，能耗低于0.5﹪2.3叶轮比较比较项目磁悬浮离心式鼓风机叶轮空气悬浮鼓风机叶轮材质锻铝锻铝制造工艺五轴数控加工中心五轴数控加工中心设计寿命20年20年运行性能材质强度高，表面采用铬酸阳极氧化处理，长时间高速运转磨损少，性能稳定材质强度高，耐磨耐腐蚀能力强，长时间高速运转磨损少性能稳定叶轮效率材料抗变形能力强，采用最合适的效率角度及叶轮半径设计，效率高，动作范围广材料抗变形能力强，采用最合适的效率角度及叶轮半径设计，效率高，动作范围广抗变形能力强强2.4调速系统比较比较项目磁悬浮离心式鼓风机调速系统空气悬浮鼓风机调速系统类型风机内置高效变频调速系统，通过改变电机转速来调节风量内置通用变频器，通过改变电机转速来调节风量驱动效率系统检测周期短，可以频繁的调节风压风量，调节速度快，效率高达98.25﹪以上通过电子方式可以频繁的调节风压风量，调节速度快，效率高达97﹪以上工作范围工作范围广，压力调节幅度大，自动根据管网情况调整电机转速，可实现精确曝气压力调节范围小，风压低于0.4kgf/cm2时，会对电机造成不可修复的损伤2.5电机比较比较项目磁悬浮离心式鼓风机电机空气悬浮鼓风机电机马达永磁同步电机永磁无刷高速直流电机效率分析电机效率高，可达95%以上，低负荷状态下效率下降1%左右电机效率可达95﹪，在低负荷状态下效率下降1-2﹪大小体积小体积小寿命电机发热量小，寿命长电机发热量大冷却方式风冷+水冷，需要定期加冷却液风冷+水冷，需要定期加冷却液2.6其它比较比较项目磁悬浮离心式鼓风机空气悬浮鼓风机对环境要求对环境温度、尘埃、湿度不敏感对环境温度、尘埃、湿度很敏感缺点一旦发生故障，只有生产厂家能够解决问题售后响应时间生产厂家（24h到现场）进口产品，代理商销售，发生故障维修周期长售后服务价格便宜维修周期长，维修价格高昂后期维护更换空气滤网（单台风机年均2000元）更换空气滤网（过滤网价格高）突然断电保护有发电保护功能，检测到电网断电一瞬间，转子在高速旋转过程中继续切割磁励线发电供于转子稳定的悬浮，直到转子转速降为0,落到保护轴承上/使用场合适应任何场合频繁启停的场合不适用压力较高的场合不适用低背压和无背压的场合不适用附：浅谈空气悬浮轴承离心鼓风机的问题[探讨空气悬浮轴承离心鼓风机故障率极高的原因]来源网站：近年来，在污水处理工程领域，有多种不同于传统类型鼓风机的新型离心鼓风机逐渐得到了应用。技术类型的多样化为广大用户和设计师们提供了更多选择，促进了市场竞争。但是，诸多新型离心鼓风机的性能却是鱼龙混杂，良莠不齐，最典型的例子就是国外进口的空气悬浮轴承离心鼓风机，极高的故障率给此类鼓风机的用户造成了重大经济损失和工作混乱。更有甚者，有不少项目中的空气悬浮轴承离心鼓风机在极短的时间内接连损坏，造成污水处理厂严重减产，甚至停产，而修复计划却是遥遥无期。教训是极其深刻而沉痛的。因此，完全有必要对此类故障原因进行探索和研究。经过调查和研究，笔者初步得出了以下判断：空气轴承在离心鼓风机背压较低的情况下极易受损图1典型的空气悬浮轴承离心鼓风机工况性能曲线图图1是典型的空气悬浮轴承离心鼓风机工况性能曲线图。从图中可以看到，此类鼓风机的有效工作区域是一个类似扇形的区域，在该区域的左侧是“喘振区”，右侧就是“低压危险区”。下面是笔者对“低压危险区”的一些分析。图2典型的空气轴承在离心鼓风机中的配置图2是典型的空气轴承配置图。从图中可以看到，空气轴承系统包括多个径向轴承和推力轴承。下面着重分析推力轴承的稳定性。图3推力轴承的稳定性从图3可以看到，推力轴承的稳定性取决于离心鼓风机的工作背压。在正常背压条件下，由推力轴承形成的气垫层强度足够大，可以支持转子高速平稳运行并冷却空气轴承。但在离心鼓风机的工作背压过低时，其气垫层强度就不足以支持转子高速平稳运行，也不足以冷却空气轴承。不平稳运行必然导致振动异常，冷却不足则必然导致轴承过热。由此最终导致轴承受损。图4转子振动正常与否对推力轴承造成的影响从图4可以看到，一旦转子振动异常，将对推力轴承造成不可逆的损伤。这就是空气悬浮轴承离心鼓风机不适合在低背压条件下运行的原因。此类鼓风机的制造商往往也会要求用户必须在有一定背压的情况下运行鼓风机。但是，在污水处理厂往往需要鼓风机在极低背压甚至零背压条件下运行。例如，曝气管道安装完成后的空气吹扫；微孔曝气系统安装完成后需要在极低水位进行曝气以检测安装的水平度和均匀度；变水位污水处理工艺；以及种种不可预见的其他因素等，均要求鼓风机能适应极低甚至零背压条件下安全运行。遇到此类情况，用户往往只能采用控制管道阀门开度的方式来维持背压，而这往往是极不可靠的。用户在很大程度上受到了应用限制，加大了故障风险。事实上有很多故障案例都是由此造成的。出风管路上止回阀发生极少量泄漏就会造成离心鼓风机的空气轴承受损每台离心鼓风机出风管路上通常设有止回阀，这是为了防止压缩空气经停运的备用鼓风机大量倒灌泄漏而采用的常规设计。但是，通常情况下止回阀发生少量泄漏应该是允许的，也是很难免的。一旦发生止回阀泄漏，就有可能会导致停运鼓风机的转子倒转。很遗憾，此类鼓风机转子的倒转也将会造成空气轴承的损坏。以下是原因分析。图5径向空气轴承结构示意图从图5可以看到，径向轴承的金属箔内圈是开口设计，其目的是为了在启动旋转后随气垫层压力的增强而逐渐胀开，直至气垫层完全形成。如果发生反转，则开口金属箔内圈非但无法正常胀开，反而会形成内部挤压而损坏。一台价格不菲的进口离心鼓风机却要依赖于一个普通止回阀完全不泄漏来保证其安全，这是极其不可靠也不合理的。空气过滤毡必须频繁更换或复新，否则也会造成离心鼓风机的空气轴承受损离心鼓风机运行了一段时间后，其空气过滤毡的阻力损失必然增加。然而往往正是这个阻力损失导致鼓风机对其实际运行工况点产生计算误差。因此，经常导致鼓风机出现错误控制和操作。例如，鼓风机工况临近喘振区或已经发生实际喘振，但其自身控制逻辑误认为工况点仍然处于“安全”范围，从而继续强行运行，最终造成鼓风机轴承受损。后果一旦轴承发生局部损坏，其金属箔必然会被逐渐撕裂，造成破损面逐渐扩大，而破损的机械碎屑又会进一步损坏主轴甚至叶轮。最终造成彻底停机。这种情况下，污水处理设施的现场是不具备修复和动平衡测试条件的，即不可能就地修复。因此必须把其主机拆卸后运回原生产国进行维修。考虑到商检、出口报关、退运、维修、测试、再进口、再报关、再商检、再安装调试等繁复程序，维修全过程一般至少需要3~4个月左右。小结面对诸多事实，一些空气悬浮轴承离心鼓风机的制造商也逐步以理智的态度予以承认空气轴承不会受损的说法是错误的。在此，笔者郑重提示相关用户单位和设计人员，应该以对工程质量高度负责的态度，慎重选用此类空气悬浮轴承离心鼓风机。