為污水處理節(jié)能降耗鼓勁
具有明顯節(jié)能優(yōu)勢，運(yùn)行效率高達(dá)84.5%；比傳統(tǒng)羅茨風(fēng)機(jī)省電25%以上；在污水處理應(yīng)用中比高效單級高速鼓風(fēng)機(jī)能效提高8%以上……這一系列數(shù)據(jù)，褒獎的正是12月12日江蘇金通靈流體機(jī)械科技股份有限公司正式對外發(fā)布的國內(nèi)首臺磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)。至此，金通靈成為世界少數(shù)幾家能夠設(shè)計、生產(chǎn)磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)的廠商之一，手中擁有了為污水處理行業(yè)節(jié)能降耗鼓勁打氣的更大資本。
高效設(shè)備污水處理市場發(fā)出呼喚
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及城鎮(zhèn)化提速，我國面臨著十分嚴(yán)峻的水環(huán)境形勢，同時水污染情況非常嚴(yán)重。水處理廠承擔(dān)水環(huán)境改善的重要任務(wù)，卻是能耗密集型企業(yè)，位居高耗能行業(yè)前十位，這樣的論斷讓人非常吃驚。治理水污染和節(jié)能減排已經(jīng)刻不容緩，成為國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)。
截至2013年底，我國污水處理廠共5300座，普遍存在處理能耗高等問題。污水處理廠的能耗主要是電耗，處理每立方米的污水耗電0.2~0.3千瓦時，電費(fèi)占污水處理成本的50%~70%。高能耗一方面導(dǎo)致污水處理成本升高，增加了能源消耗；另一方面使一些中小型污水處理廠難以運(yùn)行，污水處理廠的減排效益得不到正常發(fā)揮。
當(dāng)前，國家正對污水廠進(jìn)行能耗調(diào)研。北京市質(zhì)監(jiān)局日前發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理能源消耗限額》（DB/T1118-2014），并將于2015年3月1日起實(shí)施。這是我國首個污水廠能耗地方標(biāo)準(zhǔn)，北京91座污水處理廠納入考核，未來有望在行業(yè)內(nèi)強(qiáng)制執(zhí)行。
業(yè)內(nèi)專家表示，我國現(xiàn)有的污水處理廠大部分都需要提標(biāo)改造，但如果繼續(xù)以高能耗、高物耗模式進(jìn)行，污水處理行業(yè)將面臨更不可持續(xù)問題。也有不少業(yè)內(nèi)專家呼吁，以高能耗換取水體污染物下降的做法不可取，社會應(yīng)該更加關(guān)注污水處理廠的高能耗問題，制定標(biāo)準(zhǔn)，給出政策，引導(dǎo)其處理技術(shù)升級。
根據(jù)中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會的研究，國內(nèi)水處理市場空間占整個環(huán)保產(chǎn)業(yè)的40%左右。即將出臺的“水十條”將催化2萬億元水治理市場。“十二五”、“十三五”期間，國家對工業(yè)和城鎮(zhèn)生活污水治理投資將分別達(dá)4355億元和4590億元。隨之而來，市場對高效水處理設(shè)備的需求將急劇上升。
鼓風(fēng)機(jī)是污水處理曝氣環(huán)節(jié)關(guān)鍵設(shè)備，其能耗甚至占到了污水廠總能耗的40%~80%。因此，鼓風(fēng)機(jī)的節(jié)能效率直接影響水廠效益，選擇高效節(jié)能的鼓風(fēng)機(jī)對污水廠節(jié)能具有重大意義。
在現(xiàn)有技術(shù)水平下，什么樣的鼓風(fēng)機(jī)是最好的選擇呢？磁懸浮單級高速鼓風(fēng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、調(diào)節(jié)性能好、噪音低、操作簡單、可靠性高以及磁性軸承能提供強(qiáng)大的內(nèi)置監(jiān)測和診斷能力等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受污水處理廠的關(guān)注和青睞。
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磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)及配件。
應(yīng)用廣闊6個月批量供貨搶先機(jī)
12月4日，財政部印發(fā)《財政部關(guān)于政府和社會資本合作示范項目實(shí)施有關(guān)問題的通知》，公布30個PPP示范項目，環(huán)保相關(guān)項目有15個。隨著我國污水治理力度加大以及污水處理能耗限額標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，高效水處理設(shè)備的市場需求面臨井噴，而磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)必將各家爭奪的重點(diǎn)。
為搶占市場先機(jī)，金通靈宣布，將在6個月內(nèi)批量供貨，爭取實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。
采用磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)帶來的效果早已在國外得到驗(yàn)證。例如，法國一家污水處理廠用4臺80kW葉片型鼓風(fēng)機(jī)，經(jīng)常發(fā)生頻繁啟停、高能耗、高噪音等問題。通過2臺160kW磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)改造，每年節(jié)省能源500萬千瓦時，減少二氧化碳排放375噸，節(jié)約成本54000歐元，降低噪音水平40dBA。美國一家污水處理廠，改造前每年能耗3200萬千瓦時，應(yīng)用1臺磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)后，每年能耗1800萬千瓦時，降低40%左右，節(jié)省電費(fèi)73000美元。
陸建軍表示，與齒輪增速鼓風(fēng)機(jī)能耗比，金通靈磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)采用電機(jī)直聯(lián)驅(qū)動，減少了齒輪和聯(lián)軸的傳動損失和軸承傳動損失，從電網(wǎng)輸入到鼓風(fēng)機(jī)輸出做功，輸入與輸出的總效率，磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)比同規(guī)格齒輪增速鼓風(fēng)機(jī)效率可提高9%，節(jié)能效果明顯。
他給大家算了一筆賬：以現(xiàn)有高速鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)為例——輸出參數(shù)265m3/min，70kPa壓升（試驗(yàn)數(shù)據(jù)），機(jī)器有效功239kW，總耗功293.7kW，系統(tǒng)總效率81.3%，每天耗電7049千瓦時。同型號規(guī)格齒輪增速鼓風(fēng)機(jī)：同參數(shù)下總耗功342.5kW（含油泵和電機(jī)耗功），系統(tǒng)總效率69.7%，每天耗電8220千瓦時。高速鼓風(fēng)機(jī)采用磁懸浮技術(shù)比傳統(tǒng)齒輪增速傳動每天減少耗電1171千瓦時，大約節(jié)省819.7元，每年約省27.323萬元。設(shè)備初投資增加65萬~70萬元，設(shè)備多投資費(fèi)用兩年多收回成本，每年節(jié)約157.7噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放超過413.17噸。
不少業(yè)內(nèi)人士對金通靈磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)表示了濃厚興趣。中國通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會風(fēng)機(jī)分會陳鳳儀秘書長在發(fā)布會上說，磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)是金通靈和斯凱孚聯(lián)合開發(fā)的成熟產(chǎn)品，產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)、品質(zhì)、質(zhì)量得到國內(nèi)外客戶普遍認(rèn)可。磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)的技術(shù)開發(fā)為我國污水處理技術(shù)的節(jié)能、降耗、環(huán)境治理提供了強(qiáng)有力保障。特別是化工領(lǐng)域的磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用，開辟了我國風(fēng)機(jī)領(lǐng)域的先河。
中國通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會名譽(yù)會長、總工程師隋永濱表示，不管是國營企業(yè)還是民營企業(yè)，一個企業(yè)要發(fā)展就必須創(chuàng)新。風(fēng)機(jī)產(chǎn)業(yè)前幾年發(fā)展非？，最近兩年增長速度有所下滑。越是在這種情況下，風(fēng)機(jī)制造業(yè)越要不斷創(chuàng)新、不斷追求高效節(jié)能產(chǎn)品，才能更好的發(fā)展。金通靈磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)符合國家“十三五”制造業(yè)發(fā)展的方針政策，達(dá)到了節(jié)能減排的目標(biāo)。
今年12月，碧水源擬增發(fā)募集資金不超過78.86億元，主要投向41個水處理PPP項目，所有項目投資總額為97.7億元。北京碧水源科技股份公司商務(wù)采購總經(jīng)理龍利民表示：“碧水源跟金通靈此前一直合作順利，包括多級高速鼓風(fēng)機(jī)、單級高速鼓風(fēng)機(jī)。我們希望碧水源能成為金通靈新產(chǎn)品的使用平臺，我們敢做第一個吃螃蟹的人。”
金通靈董事長兼總經(jīng)理季偉強(qiáng)調(diào)：“金通靈一直以創(chuàng)新引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展，我們將不斷完善現(xiàn)有產(chǎn)品，快速擴(kuò)大磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品系列，提高市場競爭力，實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口，為用戶提供性價比高、安全可靠的產(chǎn)品和服務(wù)，同時也真誠希望得到與會代表對我們產(chǎn)品的信任、關(guān)注和支持。”
攜手SKF強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合瞄準(zhǔn)國內(nèi)空白
可是，磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)，目前國內(nèi)還是一片空白。與此同時，國外有10多家電磁懸浮軸承的研發(fā)制造公司，分布在瑞士、加拿大、法國、德國、芬蘭、俄羅斯、美國和日本等。國內(nèi)的清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、上海大學(xué)等高校一直在開展研究，也取得了一些研究成果，但工業(yè)應(yīng)用較少。為了滿足水處理對高效設(shè)備急劇上升的市場需求，跟蹤國內(nèi)外產(chǎn)品發(fā)展趨勢，填補(bǔ)國內(nèi)空白、提高產(chǎn)品檔次，金通靈醞釀開發(fā)磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)。2012年11月27日，金通靈與斯凱孚(中國)銷售有限公司簽署了《磁懸浮式高速離心鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)合開發(fā)協(xié)議》，雙方擬共同對新型磁懸浮式高速離心鼓風(fēng)機(jī)的節(jié)能設(shè)計、成套技術(shù)方面進(jìn)行全面的技術(shù)合作與開發(fā)。
根據(jù)協(xié)議，金通靈將在原有單級高速離心鼓風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上利用斯凱孚法國S2M工廠的磁懸浮式軸承技術(shù)和高速電機(jī)技術(shù)，聯(lián)合開發(fā)新型磁懸浮式高速離心鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)系列化并推向市場；斯凱孚（SKF）公司同金通靈分享在磁懸浮式軸承和高速電機(jī)方面的技術(shù)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，不斷深化技術(shù)合作、產(chǎn)品培訓(xùn)，以及售后服務(wù)。金通靈預(yù)計雙方開發(fā)原型機(jī)階段為1年，即在2013年年底前完成對新型磁懸浮式高速離心鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品(150m3/min、200m3/min、250m3/min)系列的開發(fā)、測試工作，2014年投放市場。雙方約定開發(fā)成功后5年內(nèi)將持續(xù)合作批量化生產(chǎn)。公司向斯凱孚公司采購磁懸浮式軸承和高速電機(jī)成套風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)對外銷售。斯凱孚公司以具有市場競爭力的價格、交貨期和服務(wù)來滿足批量化生產(chǎn)的要求。金通靈與斯凱孚的合作，在業(yè)界引起強(qiáng)烈反響，消息宣布當(dāng)日金通靈股票逆勢漲停。這一合作，更被業(yè)界譽(yù)為強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。
金通靈專注流體機(jī)械21年，主要產(chǎn)品包括鼓風(fēng)機(jī)、蒸汽壓縮機(jī)、空氣壓縮機(jī)、蒸汽輪機(jī)、渦輪噴氣發(fā)動機(jī)等，其中齒輪傳動的單級高速鼓風(fēng)機(jī)已經(jīng)完全替代進(jìn)口。據(jù)中國風(fēng)機(jī)協(xié)會統(tǒng)計，金通靈2006到2013年銷售規(guī)模連續(xù)8年保持行業(yè)第一。2013年，金通靈瞄準(zhǔn)磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)，向更高效率可變速直驅(qū)式方向發(fā)展，追求能源效率和可靠性。金通靈產(chǎn)品升級路線非常清晰，從傳統(tǒng)空氣鼓風(fēng)機(jī)，到單級高速鼓風(fēng)機(jī)、小型離心空氣壓縮機(jī)、蒸汽壓縮機(jī)，再到磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)，不斷滿足高效環(huán)保設(shè)備需求。
斯凱孚是世界知名的軸承制造與解決方案工程性公司，斯凱孚法國S2M工廠專注于無接觸、磁懸浮軸承技術(shù)逾30年，擁有磁性軸承和高速永磁電機(jī)成熟技術(shù)和應(yīng)用配套經(jīng)驗(yàn)；S2M公司已經(jīng)在250多臺大型透平機(jī)械上安裝了電磁懸浮軸承，可實(shí)現(xiàn)對最嚴(yán)苛工況中的精密、微米軌道級控制，其解決方案廣泛應(yīng)用于燃?xì)、能源和鼓風(fēng)機(jī)等領(lǐng)域。世界上一些領(lǐng)先的工業(yè)鼓風(fēng)機(jī)制造商選用斯凱孚的解決方案（采用S2M公司磁懸浮高速電機(jī)），取得良好的運(yùn)行業(yè)績。斯凱孚集團(tuán)有五大平臺：軸承、密封、潤滑、機(jī)電一體化、服務(wù)。本次與金通靈合作，屬于機(jī)電一體化部分。
斯凱孚集團(tuán)工程師倍愛德強(qiáng)調(diào)，更重要的是，雙方在發(fā)展理念上有很多不謀而合之處，譬如，都聚焦于創(chuàng)新，都致力于節(jié)能的解決方案，都注重團(tuán)隊的合作、開放和分享。這讓兩個公司之間形成了良好的合作關(guān)系。
首臺發(fā)布眾多技術(shù)完美呈現(xiàn)
通過4次技術(shù)團(tuán)隊面對面的會議，經(jīng)過近兩年的合作，金通靈專注總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、氣動設(shè)計，斯凱孚潛心磁懸浮高速電機(jī)、控制技術(shù)的研發(fā)，雙方的聯(lián)合開發(fā)解出了豐收的果實(shí)。雙方成功開發(fā)200kW@21000rpm、250kW@19000rpm和330kW@16800rpm3種規(guī)格，可用于日處理量2萬~50萬噸污水處理。
12月12日，金通靈發(fā)布的首臺套磁懸浮單級高速鼓風(fēng)機(jī)，在經(jīng)過法國單機(jī)試驗(yàn)后，在金通靈本部完成整機(jī)試車，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，綜合效率達(dá)到設(shè)計要求，效率較齒輪傳動式單級高速鼓風(fēng)機(jī)提高8%以上。該首臺套設(shè)備流量為250m3/min，壓升為75千帕，功率為330kW，轉(zhuǎn)速為16800rpm。
金通靈壓縮機(jī)研究所所長陸建軍談到磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)的核心技術(shù)，可謂如數(shù)家珍。永磁同步電機(jī)（PMM）技術(shù)，由SKF公司制造，轉(zhuǎn)速高，可實(shí)現(xiàn)10000~35000rpm；在滿載和部分載荷條件下，能夠保持高運(yùn)行效率；配有數(shù)字控制調(diào)速裝置，系統(tǒng)控制簡單；振動小，噪音低、體積小、電磁輻射小。
磁懸浮軸承（AMB）技術(shù)，由斯凱孚S2M公司制造，無需潤滑油，無機(jī)械接觸，無磨損；發(fā)熱少、功耗低、效率高，功耗僅為普通軸承的1/10。
磁軸承控制器，跟蹤和記錄轉(zhuǎn)子位置頻率多達(dá)15000次/秒；與鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫對接。
PLC控制系統(tǒng)，PLC控制柜顯示鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)設(shè)定、調(diào)整和各種報警、停機(jī)聯(lián)鎖功能；根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷自動調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的氣量；實(shí)現(xiàn)防喘振功能和喘振預(yù)測功能。
磁懸浮軸承控制系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控轉(zhuǎn)子運(yùn)行軌跡，實(shí)時糾偏功能；磁浮軸承電流控制系統(tǒng)，保證轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)無疑是眾多高新技術(shù)的完美呈現(xiàn)。與傳統(tǒng)齒輪增速鼓風(fēng)機(jī)相比，首先，金通靈磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動部件懸浮無摩擦，無需齒輪和潤滑油，磨損和維護(hù)成本更低；其次，在滿負(fù)荷下提高效率8%~10%，節(jié)省能源消耗10%~40%；再次，轉(zhuǎn)速超過40000rpm，無故障運(yùn)行時間超過10萬小時；最后，控制轉(zhuǎn)子位置頻率15000次/秒，可連續(xù)調(diào)節(jié)獲得更高能效，低負(fù)荷下效率提升更多。此外，磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)占地更小、重量更輕，符合節(jié)能減排和職業(yè)健康環(huán)境要求，而且能獲得全球服務(wù)網(wǎng)絡(luò)支持。
陸建軍強(qiáng)調(diào)，未來金通靈磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)的開發(fā)目標(biāo)是電機(jī)功率覆蓋120~800kW，流量覆蓋70~630m3/min，力爭為客戶提供更寬泛的選擇范圍。800kW規(guī)格正處研發(fā)階段，預(yù)計2015年底投放市場。
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磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)與齒輪增速鼓風(fēng)機(jī)能耗對比
磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)采用電機(jī)直聯(lián)驅(qū)動，減少了齒輪和聯(lián)軸的傳動損失和軸承傳動損失，磁懸浮高速鼓風(fēng)機(jī)從電網(wǎng)輸入到鼓風(fēng)機(jī)輸出的總效率比同規(guī)格齒輪增速鼓風(fēng)機(jī)提高9%，節(jié)能效果明顯。
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