【水泥人網】摘要:在水泥行業(yè)中，以前往往采用液力耦合器對在線運行的高溫風機轉速進行調節(jié)（我們稱之為液力調速），這主要是為了滿足生產工藝的需要，但從節(jié)能的角度來看，液力耦合器屬于低效產品，效果并不理想。隨著電力電子技術的發(fā)展，現(xiàn)在我們可以通過改變電機的轉差率，來改變高溫風機的轉速（我們稱這種調速方法為斬波調速），同時又具有更好的節(jié)能效果。因此，在高溫風機上改液力調速為斬波調速，已成了當前水泥廠正在轟轟烈烈開展的以“節(jié)能減排”為中心的技術改造工作的一個重要課題。本文專門就這個課題展開論述。

一、高溫風機簡述：

高溫風機是水泥回轉窯燒成系統(tǒng)中最關鍵的設備。它的作用：一方面是調整窯內氣壓，另一方面是引出回轉窯內鍛燒后的高溫熟料的廢氣（由電收塵器將灰塵進行處理，再將廢氣排掉）。整個工藝過程主要是通過DCS來控制調速裝置暨電動機的轉速從而調整風機的風量，達到控制窯內負壓。

二、斬波調速與液力調速的工作原理：

斬波調速通過改變電機的轉差，來實現(xiàn)電機轉速的調節(jié)。由流體力學理論可知，轉速減小時電機的軸功率將以其三次方的速率下降，同時將節(jié)約的電能回饋電網，因此,斬波調速的節(jié)電效果非常顯著，屬于高效節(jié)能的一種調速方式。
液力調速是通過控制液力偶合器工作腔內工作油液的動量矩變化，來傳遞電動機能量并改變輸出轉速的，電動機通過液力耦合器的輸入軸拖動其主動工作輪，對工作油進行加速，被加速的工作油再帶動液力耦合器的從動工作渦輪，把能量傳遞到輸出軸和負載，這樣，可以通過控制工作腔內參與能量傳遞的工作油多少來控制輸出軸的力矩，達到控制負載的轉速的目的。液力調速屬于機械控制、低效節(jié)能的一種調速方式。

三、斬波調速與液力調速的節(jié)能比較[舉例]：

(1)已知額定功率為1400KW

(2)已知目前實行液力調速的運行功率為1240KW

(3)按轉速比計算技改后斬波調速運行功率為（實際轉速÷額定轉速）3×額定功率=（920÷992）3×1400KW=1117KW

(4)每小時節(jié)電量=液力調速運行功率-技改后斬波調速運行功率=1240KW-1117KW＝123KW

(5).經濟效益測算（斬波調速比液力調速增加節(jié)電）:

備注：

（1）技改理論節(jié)電率＝（額定功率1400KW－斬波調速運行功率1117KW）÷1400KW×100%＝20.2%

（2）斬波調速比液力調速“增加節(jié)電量”，主要來自液力調速時液力耦合器本身損失的熱能。

四、斬波調速與液力調速的其他性能比較：

1、運行可靠性

當斬波調速裝置出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)自動將電機從調速狀態(tài)切換到工頻運行狀態(tài)。無需停電機檢修。當調速裝置檢修完畢，裝置能直接切入調速運行狀態(tài)。使整個系統(tǒng)運行更加可靠。但液力耦合器出現(xiàn)了故障，必須停電機檢修，就會影響生產，給用戶帶來較大的經濟損失。

2、調節(jié)及控制特性

液力耦合器依靠調節(jié)工作腔油量大小來改變輸出轉速，因此響應慢、調節(jié)精度較低。而斬波調速屬于數(shù)字控制，可以實現(xiàn)精確控制電機的轉速。

3、起動性能

采用斬波調速時，如電動機保持額定轉矩起動，電網輸入起動電流小于電動機額定電流的1.5倍，對于風機泵類負載，其起動電流更小。而且起動的全過程可控，起動點和爬坡時間可設置。而液力耦合器不能直接改善起動性能，起動電流將是額定電流的2倍以上，對電動機和電網的沖擊相當大，造成電壓短時下降，干擾其它設備運行。

4、使用問題

液力耦合器使用一定年限后，會產生漏油情況，運行中每天需加油2～3次，以補充漏油；還會產生油面調整控制回路失靈情況，以至不能自動調節(jié)，在運行中靠手動調節(jié)置于固定轉速比，或在運行時仍靠風機擋板進行風量調節(jié)，當窯系統(tǒng)工況變化較大時，現(xiàn)場值班人員根據(jù)中控制室的指令對液力耦合器的勺桿進行手動調節(jié)，運行操作非常不便。

五、高溫風機技改方案

經過對原系統(tǒng)進行分析后，對原系統(tǒng)的風壓控制由原來的液力耦合器調節(jié)改為斬波調速裝置調節(jié)，即取消原液力耦合器，將電機與風機之間用一連接軸取代液力耦合器連通，由斬波調速裝置對電機本身進行調速，最后達到調整窯尾預熱器（高溫風機入口）的壓力為工況要求值。斬波調速裝置控制接入原有的DCS系統(tǒng)，由DCS系統(tǒng)來完成正常操作。
這個技改方案具有以下優(yōu)點：

（1）安裝方便快捷。連接軸的基座安裝尺寸、軸連接中心尺寸、軸徑尺寸、軸與電機及風機側的連接靠背輪均與原液耦一致，安裝時，僅需將原液耦拆除，將連接軸代替液力耦合器，現(xiàn)場僅作少量調整即可達到安裝要求，而不用對風機及電機作任何調整。

（2)操作使用方便，斬波調速實行全自動運行。

(3)能進行無級調速，調速范圍廣，且調速精度高，適用性強。

(4)保護功能完善，故障率低，排風機啟動平穩(wěn)，啟動電流小，可靠性高。

(5)電動機不需長期高速運行，工作電流大幅度下降，節(jié)電效果顯著。

(6)消除了機械及液壓高故障率的缺陷，設備維護費用降低。

(7)電動機運行振動及噪聲明顯下降，軸承溫度也有很大的降低。

六、結語

目前，水泥行業(yè)的競爭非常激烈，關鍵是制造成本特別是電耗的競爭，因此做好電動機的降耗增效工作顯得極為重要。此外，根據(jù)有些水泥企業(yè)反映：由于液力耦合器調速精度不能滿足實施純低溫余熱發(fā)電項目的新要求，“撤除液耦”呼聲日見高漲。為了有效解決這些問題，我們隆重推出斬波調速技術及其裝置。斬波調速技術及其裝置目前已經比較成熟，是水泥廠節(jié)能改造和取代液力耦合器的理想設備，具有很高的推廣價值。