1、引言

　　在真空制鹽系統(tǒng)中，料液、傳熱介質(zhì)的輸送使用了大量的泵組，這些泵組是由泵和電機(jī)構(gòu)成，電機(jī)作為其驅(qū)動力，是主要的用電設(shè)備，以年產(chǎn)60萬噸真空制鹽系統(tǒng)為例， 各類泵組電機(jī)總功率大于3700kW，占系統(tǒng)整體耗電量的90%以上。因此，節(jié)電潛力巨大， 在真空制鹽系統(tǒng)中提高電機(jī)和泵的用電效率顯得極其重要。

　　電機(jī)在工作時將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能和熱能，絕大部分機(jī)械能用于驅(qū)動泵做功，少部分機(jī)械能用于克服機(jī)械傳動摩擦阻力和電機(jī)本體散熱，電機(jī)所產(chǎn)生的熱能不僅要散發(fā)掉，而且還要消耗自身的能量加快其散發(fā)，有些大功率電機(jī)需要附屬設(shè)備輔助散熱，造成大量能量浪費(fèi)。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國80%以上的電機(jī)產(chǎn)品效率比國外先進(jìn)水平平均低2～5個百分點，我國目前廣泛應(yīng)用的Y系列電機(jī)效率平均值為87.3%，而美國高效電機(jī)的效率平均值為90.3%，其近幾年推出的超高效電機(jī)產(chǎn)品的效率平均值高達(dá)91.7%，電機(jī)效率平均提高1 個百分點，都需要優(yōu)質(zhì)的金屬材料和先進(jìn)的制造工藝作支撐，同時也伴隨著成本的增加。以上所給出的電機(jī)效率值是在電機(jī)額定工作點下穩(wěn)定運(yùn)行的測量值， 在實際工作中，其平均效率要低于標(biāo)稱的測量值10～20%，即使安裝變頻器來提高電機(jī)的工作效率， 而變頻器本身也要消耗一定的電能。因此，在真空制鹽系統(tǒng)中，僅電機(jī)本身就有12.7%以上的電能損耗，其中還不包括大型電機(jī)輔助散熱所消耗的能量。

　　電機(jī)與泵之間需要采用軸傳遞功率， 泵軸的密封、潤滑、散熱等問題，直接影響泵的使用壽命和工作效率，而泵軸泄露問題是傳統(tǒng)泵難以逾越的技術(shù)難題，也只能通過不斷的更換配件來保證正常工作，對于大功率泵一般采用附屬設(shè)備進(jìn)行密封、潤滑和散熱，目前國產(chǎn)泵的效率在60～80%之間,有些大型軸流泵效率可達(dá)90%，比國外先進(jìn)水平低2～4個百分點。因此，在真空制鹽系統(tǒng)中，僅泵本身就有20%以上的功率損耗，其中還不包括大功率泵的附屬設(shè)備所消耗的能量。

　　由上述可知，在真空制鹽系統(tǒng)中，泵和電機(jī)構(gòu)成的泵組本體綜合用電效率不到70%，對于大功率泵組的附屬設(shè)備還要消耗一定的能量，因此，如何有效的提高泵組的用電效率是目前真空制鹽行業(yè)面臨的重要課題。然而，隨著電磁熱泵技術(shù)的出現(xiàn)和成功應(yīng)用，為解決這些問題提供了新的途徑。在真空技術(shù)網(wǎng)投稿此文主要是以年產(chǎn)60萬噸真空制鹽系統(tǒng)為例，對現(xiàn)有電磁熱泵技術(shù)的改進(jìn)及其在真空制鹽系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行討論。

2、電磁熱泵技術(shù)簡介

　　電磁熱泵是在電磁泵基礎(chǔ)上發(fā)展制造出來的，它是直接將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能和機(jī)械能的泵，改變了傳統(tǒng)電機(jī)的套筒式結(jié)構(gòu)及傳統(tǒng)泵的設(shè)計原理，電機(jī)轉(zhuǎn)子為平面圓環(huán)狀，并與泵的葉輪結(jié)合成一體，實現(xiàn)了泵和電機(jī)無軸傳動，安全靜密封，永不泄露，徹底解決了機(jī)械傳動、泵軸泄露的世界難題。電磁熱泵采用片式平面定子線圈繞組，通電后形成平面旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場通過平面氣隙，在轉(zhuǎn)子（葉輪）中形成感生電磁場，此電磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，迫使轉(zhuǎn)子（葉輪）旋轉(zhuǎn)，同時將產(chǎn)生的熱能直接傳入到被輸送的介質(zhì)中，因此，既完成了泵本身輸送介質(zhì)的功能，又將產(chǎn)生的熱能給介質(zhì)加熱，反之，介質(zhì)又可以為泵本體散熱，可謂一舉三得，從而使供給電磁熱泵的電能幾乎被完全利用。

　　電磁熱泵具有以下主要特點：（1）電機(jī)、泵一體化，無軸傳動，無振動；（2）永不泄漏，采用一體化全密封結(jié)構(gòu)，可以侵入介質(zhì)中；（3）低噪聲，泵噪聲≤47dB；（4）效率高，用電效率近100%。電磁熱泵的發(fā)明至今不到十年時間， 屬于環(huán)保型新產(chǎn)品，在鍋爐和供暖設(shè)備上得到成功使用，取得了比較好的節(jié)能效果，如圖為電磁熱泵的實物圖。

　　目前電磁熱泵產(chǎn)品的種類還比較少， 功率只做到0.5～80kW，流量0.5～200m3/H，揚(yáng)程5～30m，僅適宜比較潔凈、粘稠度低的介質(zhì)。

3、電磁熱泵技術(shù)在真空制鹽系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　為了使電磁熱泵能夠在真空制鹽中得到最佳應(yīng)用，可將真空制鹽系統(tǒng)中的泵組分為兩大類：第一類是被輸送的介質(zhì)需要加熱的泵組， 稱為介質(zhì)加熱泵組，如鍋爐給水泵組、I～Ⅳ效循環(huán)泵組、Ⅰ～Ⅳ冷凝水泵組等； 第二類是被輸送的介質(zhì)不需要加熱的泵組，稱為介質(zhì)冷卻泵組，如冷卻水泵組、沖洗水泵組、廢水回收泵組等，這類泵組如果采用電磁熱泵替代，能夠解決機(jī)械傳動、泵軸泄露、降低噪音等問題，節(jié)能效果并不明顯。而對于第一類介質(zhì)加熱泵組，如果采用電磁熱泵替代， 既能解決了機(jī)械傳動、泵軸泄露、降低噪音等問題，提高泵組的使用壽命，也能充分發(fā)揮電磁熱泵的節(jié)能特點，但是，目前現(xiàn)有的電磁熱泵產(chǎn)品還不能替代所有第一類介質(zhì)加熱泵組，只能替代功率80kW、流量200m³/h 以下，并且輸送的介質(zhì)比較潔凈、粘稠度低的泵組， 例如鍋爐給水泵組、Ⅰ～Ⅳ冷凝水泵組等， 對于輸送的介質(zhì)帶有顆粒、功率大、溫度高的Ⅰ～Ⅳ效循環(huán)泵組，現(xiàn)有的電磁熱泵產(chǎn)品還不能直接使用，必須對其進(jìn)行改進(jìn)，這是電磁熱泵技術(shù)能否在真空制鹽中得到充分應(yīng)用的關(guān)鍵。為了適應(yīng)這類需求，可以通過以下技術(shù)手段對現(xiàn)有電磁熱泵進(jìn)行技術(shù)改造：

　　（1） 增大功率和流量。增大定子線圈繞組功率和加大轉(zhuǎn)子（葉輪）尺寸，使電磁熱泵的流量達(dá)到200～13000m³/h；

　　（2）提高工作溫度。線圈繞組采用耐高溫絕緣導(dǎo)線，并對線圈繞組采用耐高溫導(dǎo)熱絕緣膠真空澆鑄， 使電磁熱泵耐溫達(dá)到160℃以上；

　　（3）提高抗腐蝕性。殼體和轉(zhuǎn)子（葉輪）采用耐腐蝕金屬材料；

　　（4）提高輸送帶顆粒介質(zhì)能力。轉(zhuǎn)子（葉輪）由單層結(jié)構(gòu)改成雙層結(jié)構(gòu)。

　　通過以上四項技術(shù)改進(jìn)， 電磁熱泵不僅可以滿足真空制鹽的需要， 也可以滿足其它化工工藝的需求，使電磁熱泵技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用。

　　電磁熱泵與傳統(tǒng)泵組一樣也可以安裝變頻器，由于變頻器自身具有1～3%的電能損耗， 本文建議對實時變流量幅度大或者啟動頻繁的電磁熱泵和傳統(tǒng)泵組安裝變頻器， 對于流量平穩(wěn)或啟動不頻繁的電磁熱泵和傳統(tǒng)泵組不安裝變頻器， 變頻器的應(yīng)用不當(dāng)，不僅不節(jié)電反而會增加電耗，也增加設(shè)備投入成本。

4、經(jīng)濟(jì)性分析

　　在年產(chǎn)60萬噸真空制鹽系統(tǒng)中泵組的總功率大于3700kW， 其中介質(zhì)需要加熱類的泵組功率1400kW 以上，如果使用電磁熱泵替代，不僅能夠延長泵的使用壽命，也能節(jié)省泵組的日常維修費(fèi)用，而且節(jié)電效果非常明顯，傳統(tǒng)泵組用電效率按70%計算， 采用電磁熱泵后節(jié)電1400kW×（100%－70%）＝420kW，每年工作7200小時，年節(jié)電302.4萬kWh（度），這些電能可產(chǎn)生361200千卡/小時的熱量，如果鍋爐供熱效率按70%計算，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤（420×860×7200÷7000）÷30%＝1238400公斤＝1238.4噸。因此，電磁熱泵在真空制鹽系統(tǒng)中的應(yīng)用可以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

5、結(jié)論

　　由上所述可見，在真空制鹽中發(fā)展電磁熱泵技術(shù)，是節(jié)約電能的又一有效途徑，它避開了傳統(tǒng)的單一提高泵組效率的技術(shù)模式，巧妙的利用了泵組余熱，不僅使泵組的用電效率達(dá)到近100%，而且徹底解決了機(jī)械傳動、泵軸泄露的世界難題。因此，在真空制鹽以及制鹽化工中具有廣泛的應(yīng)用前景。