凯时娱乐下载大功率风机水泵调速节能运行的技

原创 2020-04-03 06:55  阅读

  摘要:指出了发电厂风机水泵调速运行的必要性和巨大的节能潜力;讨论了各种调速方式的优缺点,并作出了详细的技术经济分析。

  液力耦合器是一种利用液体(多数为油)的动能来传递能量的叶片式传动机械。安装在定速电动机与风机水泵之间,达到平滑调节转速的目的。

  液力耦合器的调速效率η等于输出功率P2与输入功率P1之比。在忽略各种阻力扭矩时可以近似认为:

  即在忽略液力耦合器的机械损失和容积损失等损失时,液力耦合器的调速效率等于转速比。转速比越小,其调速效率也越低,这是液力耦合器的一个重要工作特性。

  当液力耦合器带泵或风机进行调速传动时,泵或风机的转速n等于液力耦合器涡轮的转速nT,即n=nT,而其轴功率P等于涡轮传递的轴功率PT,即P=PT。根据叶片式泵与风机的比例定律,泵与风机的轴功率与其转速n的三次方成正比:

  为了求出最大转差功率损失处的转速比i,将式(9)对i求导数,再令导数为零,可求出其极值点,即:

  由此证明,液力耦合器带泵或风机进行调速传动时,其最大转差功率损耗ΔPmax发生在转速比i=2/3处,并不是转速越低,耗损越大。

  虽然液力耦合器工作在低速时其调速效率很低(等于转速比),但在带泵与风机调速时,与节流调节相比较,仍具有显著的节能效果。例如某离心风机,当流量Q=190×103m3/h时,风机的轴功率为158kW,当通过节流调节使流量Q=95×103m3/h时,风机的轴功率为115kW。凯时娱乐下载当用液力耦合器调速时,由于流量为原流量的一半,则风机的轴功率应为其1/8。

  再考虑到i=1/2时的液力耦合器的效率η=i=0.5。原动机的输出功率应为19.75kW×2=39.5kW,较之节流调节仍有75.5kW(=115kW-39.5kW)的节电效果,仍是相当可观的。

  ——可空载起动电动机和逐步起动大惯量负荷,降低了起动电流,使起动更为安全可靠;

  ——隔离振动,能减轻负荷冲击,再加之起动电流小,延长了电动机及泵与风机的寿命;

  ——除轴承外无其他摩损部件,因滑差损耗产生的热量均匀地分散到油中,不会引起局部过热,故工作可靠,能长期无检修工作,寿命长;

  ——便于控制,液力耦合器是无级调速,便于实现自动控制,适合于各种伺服控制系统;

  ——能用于大容量泵与风机的变速调节,目前单台液力耦合器传递的功率已达20MW以上。

  ——和节流调节相比,增加了初投资,增加了安装空间,大功率的液力耦合器除本体设备外,还要一套附加的冷油器等辅助设备与管路系统;

  ——由于液力耦合器的最大转速比in=0.97~0.98,因此液力耦合器的输出最大转速要比输入转速低;

  ——调节延迟时间较长,不适应紧急事故的处理,适合于较高转速的泵与风机调速的场合;

  ——调速效率低(η=i),等于转速比,产生的损耗大,在各种变速装置中属低效调速装置。

  液力调速离合器是一种以油为工作介质,依靠摩擦力传递功率的变速传动装置。它是一种新型的液力无级调速传动装置,既能实现无级调速,又能象普通离合器一样,既可将主动部分与从动部分分离,又可将主动部分与从动部分无相对运动地合在一起,所以称其为液力调速离合器,也称奥米伽离合器。

  其调速特性与液力耦合器基本相似,也属于低效调速装置,但其最大调速比in=1,调速效率η=P2/P1=M2ω2/M1ω1=n2/n1=i,当泵与风机相联、i=2/3时,ΔPmax=0.148PN,体积比液力耦合器较小,投资差不多,但功率较小。

  电磁转差离合器的功用和液力耦合器及液力调速离合器相同,都是安装在定速电动机与泵或风机之间的一种变速传动装置,使泵与风机可以实现无级调速。

  电磁转差离合器的基本部件为电枢与磁极,这两者之间没有机械联系,各自可以自由旋转。电枢是主动部分,直接与电动机的输出轴连接,并由电动机带动其旋转。电枢通常为圆筒形整块铸钢,在外表面常铸或焊有风扇叶,以提高散热效果。磁极为从动部分,它通过联轴器与泵或风机的输入轴相连。磁极由铁芯和励磁绕组组成,励磁绕组有装设在转子上的,也有固定在机壳上的,前者的励磁电流需通过集电环和电刷引到转子。图5所示为电磁转差离合器的示意图。从图5可见,主动部分(电枢)与从动部分(磁极)之间在机械上是分开的,当中有气隙。当励磁绕组无励磁电 流 通 过 时 , 则 这 两 部 分 互 不 相 干 ; 只 有 在 通 以 励 磁 电 流 时 , 才 能 靠 电 磁 效 应 相 互 联 系 起 来 。

  电磁转差离合器的调速原理是基于电磁感应定律。当励磁绕组通以直流电时,沿气隙圆周面将形成若干对极性交替的磁极,其磁通穿过气隙与电枢相链。当电动机带动电枢旋转时,电枢与磁极之间有相对运动,因感应而产生电势,这一感应电势将在电枢中形成涡流,其方向可由右手定则确定。此涡流又与磁场的磁通相互作用,产生电磁力,其方向可按左手定则确定,这个力作用于电枢一个转矩,其方向与电枢的旋转方向相反,是与带动电枢旋转的拖动转矩相平衡的制动力矩。这个力及力矩也同样作用在磁极上,其方向与电枢旋转方向相同,它使磁极沿电枢旋转方向旋转,并拖动泵或风机旋转。

  电磁转差离合器与硬性联接的普通联轴器传动的不同之处是:电磁转差离合器的磁极转速n2是可以连续调整的,且n2一定小于电枢转速n1。这是因为若n2=n1,则磁极与电枢之间不存在相对运动,即电枢没有切割磁力线,也就不可能在电枢中感应出电势,更谈不上产生力和转矩了。因此,电磁转差离合器的磁极与电枢之间必存

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