摘 要：本文以節(jié)能降耗為重點(diǎn)，分析了兩種變頻技術(shù)在天鋼高壓水除鱗供水系統(tǒng)中的經(jīng)濟(jì)性，提高能源利用率，取得更大的企業(yè)效益。

關(guān)鍵詞：液力耦合器;變頻;經(jīng)濟(jì);節(jié)能

高壓水除鱗供水系統(tǒng)的離心泵是高能耗的流體輸送機(jī)械，為節(jié)約能源可根據(jù)不同工況采用不同的流量調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)方式不同所消耗的電能不同。采用變頻調(diào)速方式，是水泵節(jié)能降耗的最有效方式，是企業(yè)節(jié)能降耗的主要技術(shù)手段之一。變頻調(diào)速又分電變頻器調(diào)節(jié)和機(jī)械變頻調(diào)節(jié)，液力偶合器技術(shù)屬機(jī)械變頻調(diào)速范疇，其在高壓水除鱗供水系統(tǒng)中的應(yīng)用案例就說(shuō)明了這一點(diǎn)。

一、高壓水除鱗泵站供水形式、性能參數(shù)、工作原理簡(jiǎn)介

1、除鱗泵站供水形式：電機(jī)+液力偶合器+離心泵+蓄能器組

2、主要性能參數(shù)：

高壓水泵

型? ? 號(hào)：2DC-11DCL

流? ? 量：300m3/h

出口壓力：21MPa（max）

轉(zhuǎn)? ? 速：2895rpm

液力偶合器

型? ? 號(hào)：GWT58CL

傳遞功率范圍：1125～3250KW

調(diào)速范圍：20～97%

額定轉(zhuǎn)差率：S=1.5～3%

電機(jī)

型? ? 號(hào)：YKS630-11-2

額定功率：2500KW

額定電壓：10KV

轉(zhuǎn)? ? 速：2988rpm

3、工作原理

液力偶合器安裝在電機(jī)和離心泵之間。電機(jī)恒速運(yùn)行，通過(guò)改變偶合器勺管位置，就能控制工作室內(nèi)的油量，從而改變傳遞力矩的大小，實(shí)現(xiàn)離心泵轉(zhuǎn)速——排量的調(diào)整。當(dāng)蓄能器壓力或水位達(dá)到設(shè)定下限時(shí)，液壓執(zhí)行器控制勺管上行，偶合器轉(zhuǎn)子內(nèi)工作油充滿(mǎn)，偶合器泵輪和渦輪在液動(dòng)力作用下同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使離心泵高速高壓負(fù)載運(yùn)行;當(dāng)蓄能器水位或壓力達(dá)到設(shè)定上限時(shí)，液壓執(zhí)行器控制勺管下行，排出偶合器轉(zhuǎn)子內(nèi)的工作油，偶合器泵輪與渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，離心泵低速低壓空載運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能目的。

二、不同調(diào)速方式經(jīng)濟(jì)分析

適合高壓水除鱗泵站供水系統(tǒng)應(yīng)用的變頻調(diào)速技術(shù)有兩種：高壓變頻器變頻和液力偶合器變頻，這兩種變頻技術(shù)都能實(shí)現(xiàn)離心泵的調(diào)節(jié)功能，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。但其初投資、維護(hù)費(fèi)用和節(jié)能方面各不相同，下面將這兩種調(diào)速方式做如下比較。

1 投資經(jīng)濟(jì)比較

1.1高壓變頻器調(diào)速給水泵投資構(gòu)成主要是給水泵、變頻電動(dòng)機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)柜、電纜。由于國(guó)內(nèi)高壓變頻技術(shù)尚不是很成熟，引用國(guó)外的高壓變頻器初投資非常昂貴。只一臺(tái)變頻器造價(jià)（2500KW）就達(dá)400余萬(wàn)元，加上變頻電機(jī)與普通電機(jī)的差價(jià)、普通電纜與變頻電纜的差價(jià)，每臺(tái)套高壓水除鱗供水系統(tǒng)比采用偶合器變頻系統(tǒng)多投入資金500余萬(wàn)元。

1.2液力偶合器調(diào)速給水泵投資構(gòu)成主要是給水泵、定速電動(dòng)機(jī)、液力偶合器。每臺(tái)套高壓水除鱗供水系統(tǒng)只增加一臺(tái)偶合器，造價(jià)只增加35萬(wàn)元左右。

2 維修經(jīng)濟(jì)比較

2.1 變頻器年維修費(fèi)用較大。由于變頻器是高科技電力電子產(chǎn)品，電子線(xiàn)路比較復(fù)雜，主要零部件基本需要進(jìn)口，而且在高壓水除鱗供水系統(tǒng)中應(yīng)用極少，一旦出現(xiàn)故障，查找故障點(diǎn)較困難。

2.2液力偶合器年維修費(fèi)用極低。國(guó)內(nèi)液力偶合器的技術(shù)比較成熟。液力偶合器調(diào)速給水泵的維修量除給水泵外，主要是液力偶合器的油系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)，而且液力偶合器具有無(wú)磨損、防震隔振作用;具有透穿性能，良好的起動(dòng)性能。采用純機(jī)械的液力偶合器變頻技術(shù)進(jìn)行調(diào)速控制，簡(jiǎn)化了控制程序，出現(xiàn)故障較直觀，很容易解決，因此其年維修費(fèi)用可忽略不計(jì)。

3 節(jié)能經(jīng)濟(jì)性比較

由水泵各種調(diào)速節(jié)電的比較圖可知，變頻器調(diào)速控制較接近理想控制曲線(xiàn)，但與液力偶合器相比，優(yōu)勢(shì)不大。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜合以上經(jīng)濟(jì)性比較，我們?cè)谔熹?500mm中厚板高壓水除鱗供水系統(tǒng)中最終選取了機(jī)械變頻的方式，即采用了電機(jī)+液力偶合器+離心泵+蓄能器組的供水形式，既節(jié)省了大量的前期投資，又得到了較好的節(jié)能效果，能源利用效率比常規(guī)的離心泵系統(tǒng)提高了60%以上，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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[4] 郭立君. 泵與風(fēng)機(jī)（第二版）. 北京：中國(guó)電力出版社，1997

作者簡(jiǎn)介：

劉友泉，工程師，天津城市建設(shè)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)，東北大學(xué)機(jī)械工程領(lǐng)域?qū)I(yè)工程碩士學(xué)位，現(xiàn)就職于天津鋼鐵集團(tuán)有限公司，從是工藝及設(shè)備的培訓(xùn)管理工作。