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进口磁悬浮风机-美国罗伯逊ROBERTSON

进口磁悬浮风机-美国罗伯逊ROBERTSON

美国罗伯逊ROBERTSON®进口磁悬浮离心鼓风机是一款融合主动式磁悬浮轴承、高速永磁同步电机、三元流叶轮与智能变频控制等前沿技术的新一代高效节能风机。该产品属于单级高速离心鼓风机大类,采用电机与叶轮一体化直联的紧凑设计,彻底摒弃了传统齿轮增速箱、联轴器及油润滑系统,通过磁力将转子悬浮于静止部件之间运行,实现了无接触、无摩擦、无油、免维护的革新性突破。 磁悬浮离心鼓风机由高效离心叶轮、磁悬浮轴承、永磁同步电机和专用变频器四大部分构成。叶轮直接安装在电机轴延伸端上,由高速永磁同步电机直接驱动,无需增速器及联轴器,传动零损失。转子被垂直悬浮于主动式磁性轴承控制器上,通过内置的位置传感器实时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,产生可控电磁力将转子稳定悬浮在空间中。启动时先悬浮后旋转,运行时完全没有机械接触和摩擦损耗。 这种革命性的运行模式不仅带来了远超传统罗茨风机(25%-35%)、多级离心风机(10%-20%)的节能效果,还实现了100%无油运行、低噪音(多数机型≤85dB)、极低振动(仅为传统罗茨风机的几分之一)和免维护运行,智能控制系统支持恒压、恒流、恒转速等多种自动调节模式,配备物联网功能可实现远程监控和无人值守。 产品功率范围覆盖22kW至1200kW,流量范围覆盖8m³/min至660m³/min,升压能力覆盖20kPa至150kPa,使用寿命长达20年,广泛应用于市政及工业污水处理曝气、烟气脱硫、物料气力输送、生物发酵供气、食品制药洁净空气输送以及各类工业生产供气环节,是替代传统罗茨鼓风机、多级离心鼓风机及齿轮增速离心鼓风机的理想选择。

产品特点
技术参数
可选配置

1. 主动式磁悬浮轴承,无机械摩擦零磨损

产品核心采用五自由度主动式磁悬浮轴承系统,利用可控电磁力将转子悬浮在定子中央,使转子与定子之间无任何机械接触,彻底消除了传统轴承的摩擦损耗和磨损问题。内置高精度位移传感器实时监测转子轴心位置,控制器以每秒上万次的频率(超过10000次/秒)调整电磁力,实现转子的精确悬浮和稳定运转。无需润滑油,无机械磨损,轴承寿命大幅延长,设计寿命超过20年。

2. 高速永磁同步电机,直驱传动效率高

电机采用高速永磁同步电机,将永磁体嵌入转子内部,电机效率高达96%-97%以上。电机转子与叶轮直接连接,无齿轮箱、无联轴器、无皮带等中间传动环节,传动效率高达100%,彻底消除了传统齿轮增速和皮带传动的机械损失。电机转速可高达30,000-50,000转/分钟,功率密度极高,体积小、重量轻。

3. 三元流高效叶轮,气动效率卓越

叶轮采用航空动力学三元流理论设计,经过CAE有限元分析和五轴数控加工中心精密加工而成,叶片为后弯式结构,能最大限度地将旋转动能转化为气体压力能,减少流动损失。叶轮材质选用高强度航空铝合金或钛合金,抗变形能力强,表面经阳极氧化处理,耐腐蚀性能好。每片叶轮出厂前经过100%无损探伤检测和高速动平衡测试,确保在高转速下的运行稳定性和安全性。工作点叶轮多变效率可达85%以上,部分高效型号可达87%-90%。

4. 智能化控制系统,实时监测精准调节

设备采用一体化智能控制系统,由PLC与专用变频器组成,实现风机的精确速度控制和多种保护功能。控制系统可实时监测风量、风压、压差、轴承温度、绕组温度、轴心轨迹等数十项参数,具备恒压、恒流、恒转速等多种运行模式,可根据工况需要自动调节输出。内置防喘振控制算法,通过监测流量和出口压力实时防止喘振发生。控制系统可选配现场总线接口,支持Profibus、Profinet、Modbus RTU/TCP等主流通讯协议,可与DCS/SCADA系统无缝集成。

5. 100%无油设计,气体纯净无污染

由于采用磁悬浮轴承,整机完全不需要润滑油,输出的压缩空气中绝不含油分,特别适用于对空气质量要求严格的食品、制药、半导体等行业,以及对水环境敏感的污水处理生化曝气工艺。完全无油结构也意味着无需油路维护和维修,不存在润滑油泄漏污染环境的风险,符合绿色环保的可持续发展理念。

6. 超低噪音,环境友好

磁悬浮轴承无机械接触,不产生齿轮啮合和轴承摩擦噪音,设备的主要噪音来源仅为空气高速流动,属于高频噪音,传播距离短,易于消除。满负荷运行时,距设备1米处噪音水平通常在67-85dB(A)之间,显著低于传统罗茨鼓风机(90-120dB)。部分型号如HST 40,在特定工况下噪音可低至65-70dB。中车10kV磁悬浮鼓风机满负荷运行噪音低于80分贝,较传统风机降低30分贝。

7. 撬装一体化集成,安装便捷

设备采用一体化撬装设计,将高速电机、变频器、磁悬浮轴承控制器、控制系统、进气过滤器等全部集成于隔音罩箱体内,结构紧凑,占地面积小。无需做复杂的混凝土基础,普通硬化地面即可进行安装,落地后连接管路和电源即可开机使用。安装便捷,工程投资少,尤其适用于泵房改造和空间受限的场合。

8. 宽功率范围覆盖,选型灵活

产品功率覆盖22kW至1200kW宽幅范围,对应流量8m³/min至660m³/min,升压20kPa至150kPa,全面满足从中小型污水处理厂到大型工业企业的多样化需求。设备支持多台并联运行,可根据流量需求灵活增减运行台数,调节范围广,适应性强。

9. 设计寿命长,全生命周期成本低

磁悬浮轴承无机械接触、无磨损,无需定期更换轴承和润滑油,同时电机和变频器等主要部件均采用长寿命设计,主机设计寿命可达20年以上。相比传统罗茨鼓风机(轴承寿命约10年),磁悬浮鼓风机在设备全生命周期内无需更换关键部件,维护成本极低,长期运行经济性突出。

(一)通用性能参数

参数项目 技术参数范围
产品系列 HST、DYT、YG、HMGB、CXPL等
功率范围 22 kW~1200 kW(常规75kW~400kW)
流量范围 8 m³/min~660 m³/min(常规30~350 m³/min)
升压范围 20 kPa~150 kPa(常规30~125 kPa)
适用介质 空气(及其他无毒无腐蚀性气体)
进气温度 ≤40℃
排气温度 ≤环境温度+15℃(风冷) / ≤环境温度+10℃(水冷)
多变效率 80%~87%(最高可达87%以上)
电机效率 ≥97%(永磁同步电机)
变频器效率 ≥98%
轴承功耗 <1kW(主动磁悬浮轴承系统)
噪音等级 65~85 dB(A)(距设备1m处)
振动值 极低,符合ISO 10816-3 A级标准
防爆认证 ATEX / IECEx 可选(Ex d Ⅱ BT4/Ex d Ⅱ CT4)
防护等级 IP54 / IP55 / IP65(户外型)
设计寿命 ≥20年
安装方式 撬装一体化,水平地面直接安装
法兰标准 GB/T 9113、JB/T 79、HG/T 20592、ASME B16.5

(二)代表性型号技术参数(典型值)

型号 功率 流量范围 升压范围 最大噪音 应用
HST 5 30-70 kW 1,900-3,000 Nm³/h ≤90 kPa 中小型市政/工业污水曝气
HST 10 50-120 kW 3,300-5,400 Nm³/h ≤90 kPa 中型污水处理厂曝气
HST 20 100-190 kW 4,700-7,000 Nm³/h ≤100 kPa 大中型污水处理厂曝气
HST 30 190-350 kW 9,500-15,000 Nm³/h ≤130 kPa 大型污水处理厂、工业供气
HST 40 300-400 kW 10,100-16,100 Nm³/h ≤85 kPa 65-70 dB 特大型污水厂、工业供气
YG200 135 Nm³/min 80 kPa ≈80 dB 污水处理、工业生产供气
YG700 238 Nm³/min 65 kPa ≈80 dB 大型污水处理、工业供气
中车高压 300-1200 kW 100-660 m³/min 40-150 kPa <80 dB 大工业供气、烟气脱硫

(三)电机参数

参数项目 技术参数范围
电机类型 高速永磁同步电机(PMSM)
转子结构 永磁体内嵌式/表贴式
防护等级 IP54 / IP55 / IP65(可选)
绝缘等级 H级(180℃)/ F级(155℃)
冷却方式 空冷闭式循环/水冷闭式循环
启动方式 变频器软启动(启动电流≤额定电流)
调速方式 变频无级调速
额定转速 10,000~50,000 r/min

(四)磁悬浮轴承参数

参数项目 技术参数范围
轴承类型 主动式磁悬浮轴承(Active Magnetic Bearing)
自由度控制 5自由度主动控制(2个径向+2个轴向)
控制器类型 数字式PID闭环控制
采样/调整频率 >10,000次/秒
辅助轴承 滚动体辅助轴承(钛合金/不锈钢制)
功耗 <1kW(额定工况)
防护设计 UPS不间断电源/自发电技术(断电安全保护)

(五)执行标准

标准体系 适用标准
风机性能标准 GB 28381-2012《离心鼓风机能效限定值及节能评价值》、JB/T 7258、GB/T 1236
能效标准 优于1级能效(GB 28381-2012节能评价值)
防爆标准 GB 3836.1-2010、GB 3836.2-2010、ATEX 2014/34/EU、IECEx
电磁兼容 EN 61800-3
CE认证 设备指令2006/42/EC、电磁兼容指令2014/30/EU
ISO标准 ISO 5389(鼓风机性能测试)
国家推广目录 《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录》、《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》

1. 冷却方式配置

  • 全封闭风冷闭式循环系统(标准) :通过集成轴装风扇和空气过滤器将冷空气引入设备内部,对电机和变频器进行冷却,适用于常规工况,无需外接冷却水源。

  • 全封闭水冷闭式循环系统(可选) :通过外部冷却水循环对电机定子绕组和变频器进行冷却,冷却效率更高,设备对环境温度适应性更强,特别适用于高温、多粉尘或密闭泵房等苛刻工况。

2. 隔音配置

  • 标准隔音罩(标配) :由镀锌钢板制成,内部敷设吸音棉,提供有效的噪声衰减,适合室内使用(IP33D)。

  • 户外隔音罩(可选) :采用不锈钢材质,具备更高的耐候性和防护等级,适用于户外无遮挡安装环境,可有效防止设备受雨雪侵蚀。

  • 低噪音风机配置:采用更高效的消音器设计和低噪音风扇,进一步降低运行噪音,适用于噪音敏感区域。

3. 防爆配置

设备可定制隔爆型(Ex d)设计,达到Ex d Ⅱ BT4/Ex d Ⅱ CT4防爆等级,取得CNEX/ATEX/IECEx国际防爆认证。隔爆外壳将所有电气元件密封在防爆壳体中,能有效隔离内部电弧或火花向外部爆炸性环境的传播。适用于石油化工、煤矿井下、燃气处理、喷涂车间等爆炸性气体环境的鼓风作业。

4. 进气过滤系统

  • 标准进气过滤器(标配) :进气口集成高效空气过滤器,过滤效率≥99%,有效防止粉尘颗粒进入风机内部,保护叶轮和轴承系统免受损害。

  • 高精度进气过滤器(可选) :过滤精度更高,适用于空气质量较差或对出口气体洁净度要求更高的场合。

  • 进气消音器(标配) :位于进气口,有效降低进气噪声,进一步降低整机噪音水平。

5. 控制系统与通讯配置

  • PLC控制柜(标准) :专用PLC程控系统,集成7英寸彩色触摸屏人机界面,可实时监测和记录运行参数,支持手动/自动切换、多模式运行和故障自诊断。支持HMI本地控制和远程监控切换。

  • 现场总线通讯接口(可选) :可选配Profibus、Profinet、Modbus RTU、Modbus TCP、Ethernet/IP等多种现场总线模块,与DCS/SCADA系统无缝集成,实现远程数据采集和集中监控。

  • 远程监控系统(可选) :配备物联网模块,支持GPRS/4G/5G无线通讯和云平台数据存储,用户可通过电脑或手机APP实时查看设备运行状态、参数和报警信息,支持远程参数调整和故障诊断。

  • 防喘振控制系统(标配) :集成智能防喘振控制算法,通过安装电动/气动放空阀,在启动和停机时自动打开泄压,运行中实时监测流量和出口压力,防止风机进入喘振区域。

6. 安装与管道附件

  • 进口弹性接管:连接进口过滤器与风机,缓冲振动,减少应力传递。

  • 柔性接头(进出口补偿器) :安装于风机进出口管道连接处,吸收热胀冷缩和振动,减少管路对风机的应力。

  • 出口扩压管/锥管:将风机出口的气流平稳扩容,降低流速,减少压力损失。

  • 电动放空阀:用于启动和停机时的负荷卸载和压力释放,配合防喘振控制。

  • 放空消音器:安装于放空阀出口,降低排气噪音。

  • 止回阀:防止停机时管路中气体倒流导致叶轮反向冲击。

  • 隔离开关/断路器:用于风机电源的安全通断和故障保护。

7. 特种工况配置

  • 防盐雾腐蚀型:外壳采用不锈钢316L材质,紧固件采用不锈钢材质,表面进行防腐涂层处理(符合ISO 12944 C5-M高腐蚀环境标准),适用于海洋工程、沿海污水处理厂及盐化工等氯离子腐蚀环境。

  • 耐高温型(HT) :电机及变频器冷却系统增强设计,叶轮采用耐高温铝合金或钛合金材质,适用进气温度最高可达60℃以上,适用于高温环境下的鼓风作业。

  • 电力直供高压型:供电电压可直选6kV或10kV,无需额外配置降压变压器,功率范围覆盖300kW-1200kW,适用于电力系统直接接入的大型工业项目。

  • 超大型多机联动系统:多台风机并联运行控制系统,根据总管网压力自动调度风机启停和转速分配,实现最大节能运行效果。

  • 紧急电源系统/UPS:磁悬浮轴承控制器配备UPS不间断电源,市电断电时可为轴承控制系统供电,使转子平稳降速停靠在辅助轴承上,防止转子意外坠落损伤设备。

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