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磁科技:空气压缩机下一个创新热点
浏览次数: 日期:2018-05-28

  磁科技:空气压缩机下一个创新热点!作为一种用途广泛的产品,中国正采取政、企、研联合的方式,开发磁性材料的更多应用场景。也为空气压缩机行业的研发与创新提供了新的思路。

  不需要中间介质,旋转阻力近乎为零的悬浮轴承;仅靠磁性的吸引力和排斥力组合,就能达到减震效果的弹簧系统;无需刹车片的“硬摩擦”,隔空就能制动的刹车系统……

  在日前落幕的中国首届磁科技产业发展高峰论坛上,一些企业展出正在研发的磁科技产品令人啧啧称奇。作为一种用途广泛的产品,中国正采取政、企、研联合的方式,开发磁性材料的更多应用场景。也为空气压缩机行业的研发与创新提供了新的思路。

  中国稀土储量世界第一,最近10余年,稀土永磁材料产业年均增速达到30%。相比之下,中国对磁材料的应用研究却较为落后,下游产业未能同步壮大,制约了稀土资源发挥更大价值。

  在此次磁科技产业发展高峰论坛上,与会代表重点对磁性材料在制造业中的应用短板展开探讨,希翼为“中国制造”带来改变。

  国家新材料产业发展专家咨询委员会主任、中国工程院院士干勇表示,每一种新材料的大规模应用,都将给制造业带来革命性改变。“磁性材料通过‘永磁场’实现能量的无接触转换或传递,具有无连接、安全、高效等特点,有望成为中国下一个创新热点。”干勇说。

  目前,磁技术在航空航天、冶金、化工、机械等领域已获得小范围应用,未来在发电机、新能源汽车、机器人、数控机床、清洁能源等新兴制造领域仍有着广泛的应用前景。

  干勇先容,目前新型的机器人,仅面部表情一项功能,就需要用24个超小型、高能量密度的稀土永磁伺服电机完成,高端汽车中的稀土新材料部件高达100件以上。

  磁性设备的大规模使用,将在节能减排、绿色生产等方面为中国工业做出贡献。以传动领域为例,目前中国风机、水泵、空气压缩机等通用设备耗电约占工业用电量的40%以上。据干勇测算,如果改用磁力传动,电机与各种负载之间不需要传动轴连接,隔空就能驱动旋转,设备的系统运行效率平均可提高20%-40%,每年可节省相当于3个三峡电站的发电量。

  节能是这个时代发展的主题,处于这个时代不论是选购何种产品,都会将节能作为一个参照值。

  永磁空气压缩机(主要是以永磁变频电机驱动的空气压缩机)就将空压机带入了新的节能时代,同时也成为空气压缩机市场的热点。近年来,永磁变频空气压缩机市场火热,已经多年翻番增长。未来几年,永磁变频空气压缩机的热度不会消减,反而会随着能源与环保形势的加剧而提高。因此,接下来,在行业已开始回归技术、关注创新的情况下,永磁变频将仍然是发展的重中之重。

  磁性设备与技术在空气压缩机上的应用除了采用永磁电机驱动之外,还可以直接利用磁浮轴承的特性制造磁浮空气压缩机。

  在传统的空气压缩机中,机械轴承是必需的部件,并且需要有润滑油以及润滑油循环系统来保证机械轴承的工作。在所有烧毁的空气压缩机中,实际上有90%是由于润滑的失效而引起的。而机械轴承不仅会产生磨擦损失,润滑油随压缩空气进入到冷却器中,还会影响压缩空气品质效率,并且过多的润滑油存在于系统中对运行成本也会带来很大的影响。但是,机械轴承在空气压缩机中又是不得不有的东西。

  磁悬浮轴承是一种利用磁场,使转子悬浮起来,从而在旋转时不会产生机械接触,不会产生机械磨擦,不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。

  磁悬浮轴承和高速永磁同步电机结合,除了应用于天然气空气压缩机和涡轮膨胀机,还可以用于空气和制冷离心空气压缩机。其主要优点是降低能耗。此外,取消了润滑油系统,避免了搬运和回收处理制冷剂-饱和润滑油的混合液。无接触的磁悬浮轴承和高速电机可以明显降低噪声。相同的高能效方案还可以用于离心风机和离心空气空气压缩机上。

  磁浮轴承的集大成者——SKF的子企业S2M企业的主要业务就是磁悬浮轴承,用于大型天然气离心空气压缩机或膨胀机,替代传统的液压动力油润滑轴承。

  目前,国内也已有应用实例。2017年三月份,斯凯孚同法国透平膨胀机制造商Cryostar企业签订协议,为其提供SKF

  S2M磁浮轴承。根据该协议,SKF

  S2M磁浮轴承将被用于Cryostar提供给陕西延长石油延安能源化工有限企业,安装在位于陕西的乙烯和丙烯工厂的MCT200无油润滑透平膨胀机上,直接联接驱动系统空气压缩机的叶轮。相比容易受润滑油污染的一般工艺设备,无油润滑技术提高了设备的安全性,并在低温工艺方面具有明显的优势。

  鉴于以上多重优势,磁浮空气压缩机是未来行业需要重点关注和发展的一个方向。

  同时,磁科技在民用品领域也有广阔应用空间。在网购平台上,类似磁悬浮地球仪、磁力片积木等产品并不少见。

  政府也已意识到磁科技的价值。2017年1月,国家工信部、发改委、科技部、财政部联合下发《新材料产业发展指南》,其中明确指出,加快实现稀土磁性材料及应用器件产业化,大力发展稀土永磁节能电机及配套稀土永磁材料,推进其在节能环保重点项目中的应用。

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