调速型液力偶合器在风机上的应用
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 36477 次点击
概述
鞍山钢铁集团公司第三炼钢厂有3台顶底复吹转炉,1台180t,2台150t,冶炼的排烟过程是周期性的,如150t的转炉每个周期大约为45min。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偶合器调速时,风机一直运行在高转速的工况下,非吹氧期,风量通过高烟囱外排,造成了能源浪费。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偶合器,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,取得了非常显著的节电效果。
负荷变化较大的风机、水泵都可通过采用液力偶合器调速技术得到良好的节电效果。
液力偶合器调速机理
液力偶合器以液体为介质传递功率,液力偶合器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作向心流动,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作功,靠液体的传动使动力机和工作机柔性地连接在一起。
改变液力偶合器工作腔中液体的充满度,便可以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,可通过降低液力偶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。调速型液力偶合器结构如图1所示。
液力偶合器调速的特点
1.无级调速。在液力偶合器输入转速不变的情况下,可以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。电动机可以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,减少设备的投资,降低启动电流。
3.隔离振动。液力偶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。由于液力偶合器是柔性传动,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.除轴承外无磨损零件,故工作可靠,能长期无检修运行,寿命长。
6.软启动。可以缓和地启动、加速、减速和停止。
7.便于控制。液力偶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。
节能效果
1#风机电机型号为Y800一1一4,额定功率为2000kW,额定电压10kV。转炉的冶炼周期为45min,风机的高速运转时间为29min,风机的低速运转时间为16min。对1#风机的运行状况监测和数据统计表明,与加装前相比,加装调速型液力偶合器后年可节电752万kW"h,年可节省电费361万元。节约标煤3038t/a,可减排CO27909t/a。
该项目投资23万元,投资回收期为0.8个月。