高压水除鳞供水系统采用液力偶合器的经济性分析

摘 要：本文以节能降耗为重点，分析了两种变频技术在天钢高压水除鳞供水系统中的经济性，提高能源利用率，取得更大的企业效益。

关键词：液力耦合器;变频;经济;节能

高压水除鳞供水系统的离心泵是高能耗的流体输送机械，为节约能源可根据不同工况采用不同的流量调节方式，调节方式不同所消耗的电能不同。采用变频调速方式，是水泵节能降耗的最有效方式，是企业节能降耗的主要技术手段之一。变频调速又分电变频器调节和机械变频调节，液力偶合器技术属机械变频调速范畴，其在高压水除鳞供水系统中的应用案例就说明了这一点。

一、高压水除鳞泵站供水形式、性能参数、工作原理简介

1、除鳞泵站供水形式：电机+液力偶合器+离心泵+蓄能器组

2、主要性能参数：

高压水泵

型    号：2DC-11DCL

流    量：300m3/h

出口压力：21MPa（max）

转    速：2895rpm

液力偶合器

型    号：GWT58CL

传递功率范围：1125～3250KW

调速范围：20～97%

额定转差率：S=1.5～3%

电机

型    号：YKS630-11-2

额定功率：2500KW

额定电压：10KV

转    速：2988rpm

3、工作原理

液力偶合器安装在电机和离心泵之间。电机恒速运行，通过改变偶合器勺管位置，就能控制工作室内的油量，从而改变传递力矩的大小，实现离心泵转速——排量的调整。当蓄能器压力或水位达到设定下限时，液压执行器控制勺管上行，偶合器转子内工作油充满，偶合器泵轮和涡轮在液动力作用下同步转动，使离心泵高速高压负载运行;当蓄能器水位或压力达到设定上限时，液压执行器控制勺管下行，排出偶合器转子内的工作油，偶合器泵轮与涡轮产生转速差，离心泵低速低压空载运行，从而达到节能目的。

二、不同调速方式经济分析

适合高压水除鳞泵站供水系统应用的变频调速技术有两种：高压变频器变频和液力偶合器变频，这两种变频技术都能实现离心泵的调节功能，达到调节流量的目的。但其初投资、维护费用和节能方面各不相同，下面将这两种调速方式做如下比较。

1 投资经济比较

1.1高压变频器调速给水泵投资构成主要是给水泵、变频电动机、变频器、开关柜、电缆。由于国内高压变频技术尚不是很成熟，引用国外的高压变频器初投资非常昂贵。只一台变频器造价（2500KW）就达400余万元，加上变频电机与普通电机的差价、普通电缆与变频电缆的差价，每台套高压水除鳞供水系统比采用偶合器变频系统多投入资金500余万元。

1.2液力偶合器调速给水泵投资构成主要是给水泵、定速电动机、液力偶合器。每台套高压水除鳞供水系统只增加一台偶合器，造价只增加35万元左右。

2 维修经济比较

2.1 变频器年维修费用较大。由于变频器是高科技电力电子产品，电子线路比较复杂，主要零部件基本需要进口，而且在高压水除鳞供水系统中应用极少，一旦出现故障，查找故障点较困难。

2.2液力偶合器年维修费用极低。国内液力偶合器的技术比较成熟。液力偶合器调速给水泵的维修量除给水泵外，主要是液力偶合器的油系统和冷却水系统，而且液力偶合器具有无磨损、防震隔振作用;具有透穿性能，良好的起动性能。采用纯机械的液力偶合器变频技术进行调速控制，简化了控制程序，出现故障较直观，很容易解决，因此其年维修费用可忽略不计。

3 节能经济性比较

由水泵各种调速节电的比较图可知，变频器調速控制较接近理想控制曲线，但与液力偶合器相比，优势不大。

三、结束语

综合以上经济性比较，我们在天钢3500mm中厚板高压水除鳞供水系统中最终选取了机械变频的方式，即采用了电机+液力偶合器+离心泵+蓄能器组的供水形式，既节省了大量的前期投资，又得到了较好的节能效果，能源利用效率比常规的离心泵系统提高了60%以上，为企业创造了更大的经济效益。

参考文献：

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[2]陈代隆.液力传动[M].沈阳：辽宁大学出版社，1996..

[3].[A]..液力传动论文集[C].中国液压气动密封件工业协会液力专业分会，1999..

[4] 郭立君. 泵与风机（第二版）. 北京：中国电力出版社，1997

作者简介：

刘友泉，工程师，天津城市建设学院计算机科学与技术专业本科毕业，东北大学机械工程领域专业工程硕士学位，现就职于天津钢铁集团有限公司，从是工艺及设备的培训管理工作。