在风机上加装调速型液力耦合器
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 28612 次点击
(原国家经贸委节能信息传播中心)
提要:由于电机不宜频繁启动,在对风机未采用液力耦合器调速时,风机一直处于高转速运行,非吹氧期,风量通过高烟囱外排,造成能源浪费。企业从1989年开始先后对转炉冶炼排烟一煤气回收系统进行改造,在三台风机上都加装了调速型液力耦合器,根据工况的需要使风机在吹氧期高速运转,非吹氧期低速运转,节电效果显著。
摘要:鞍山钢铁集团公司第三炼钢厂在风机上加装调速型液力耦合器,根据工况需要使风机在吹氧期高速运转,非吹氧期低速运转,取得显著节电效果。本文介绍了该液力耦合器的调速机理、特点和项目监测情况,根据泵和风机在全国的耗电状况说明其市场潜力。
关键词:调速型;液力藕合器;风机;应用;吹氧期;非吹氧期;节电;市场潜力
鞍山钢铁集团公司第三炼钢厂有三台顶底复吹转炉,一台180t,两台150t,冶炼的排烟过程是周期性的。转炉冶炼排烟一煤气回收系统中的风机在吹氧时要求高负荷运转,非吹氧期可停机。由于电机不宜频繁启动,在对风机未采用液力耦合器调速时,风机一直处于高转速运行,非吹氧期,风量通过高烟囱外排,造成能源浪费。企业从1989年开始先后对转炉冶炼排烟一煤气回收系统进行改造,在三台风机上都加装了调速型液力耦合器,根据工况的需要使风机在吹氧期高速运转,非吹氧期低速运转,节电效果显著。
一、液力耦合器调速机理
液力耦合器以液体为介质传递功率,相当于离心泵和涡轮机的组合,当动力机通过输入轴带动泵轮转动时,充注在工作腔中的工作液体在离心力作用下,沿泵轮叶片流道向外缘流动,使液体的动量矩增大。当工作液体由泵轮冲向对面的涡轮时,工作液体便沿涡轮叶片流道做向心流动,同时释放能量并将其转化为机械能,驱动涡轮旋转并带动工作机做功。靠着液体的传动使动力机和工作机柔性地联接在一起。
改变液力祸合器工作腔的充满度,便可调节输出力矩和输出转速,充满度升高则输出转速升高,反之则降低,并可实现无级调速。
风机的风量与转速成正比,轴功率与转速立方成正比。当系统所需风量减少时,可通过降低液力耦合器工作腔的充满度来降低风机转速,同时节省功率。风量变化越大,节能效果越显著。
二、液力耦合器调速的特点
1.无级调速。在液力耦合器输入转速不变的情况下,可输出无级连续变化的、且变化范围很宽的转速,当转速变化较大时,与节流调节相比较,有显著的节能效果。
2.空载启动。电动机可在空载或轻载下启动,减少对电网冲击,因而可选用容量较小的电动机及电控设备,减少设备投资,降低启动电流。
3.隔离振动。液力耦合器的泵轮和涡轮之间没有机械联系,转矩通过工作液体传递,是柔性连接。当主动轴有周期性振动(如扭振等)时,不会传到从动轴上,具有良好的隔振效果。能减缓冲击负荷,延长电动机或风机的机械寿命。
4.过载保护。由于液力耦合器是柔性传动,其泵轮与涡轮之间有转速差,故当从动轴阻力矩突然增加时,转速差增大,甚至当风机负荷使机器制动时,动力机仍能继续运转而不烧毁,风机也可受到保护。
5.除轴承外无磨损部件,故工作可靠,能长期无检修运行,寿命长。
6.软启动。可缓和地启动、加速、减速和停止。
7.便于控制。液力耦合器的无级调速便于实现自动控制,适用于各种伺服系统控制。
8.能用于大容量风机的变速调节,不受电动机电压高低的限制。
9.降低噪声。当风机运行在低速时,整个给风系统的噪声明显降低。
三、项目监测情况
现场我们对1#风机的运行状况进行了监测,对以往的数据做了大量的统计。1#风机电机型号为Y800-1-4,额定功率2000kW,额定电压l0kV。转炉的冶炼周期45min,风机的高速运转时间29min,风机的低速运转时间16min。加装调速型液力耦合器后,与加装前相比,年可节电752万kV"h,年可节省电费361万元(电费按0.48元/kW"h计)。
项目可节约标煤3038t/年,可减排CO27909t/年。
四、市场潜力
泵和风机在国民经济各部门的数量众多,分布面积广,耗电量巨大。据有关部门统计,泵和风机的耗电量约占全国电力消耗总量的40%。目前,泵和风机的耗电量中还有很大的节能潜力,其潜力挖掘的主要方向是提高泵或风机系统的运行效率。据估计,提高泵和风机系统运行效率的节能潜力可达200~400亿kW"h。