【水泥人网】摘要:在水泥行业中，以前往往采用液力耦合器对在线运行的高温风机转速进行调节（我们称之为液力调速），这主要是为了满足生产工艺的需要，但从节能的角度来看，液力耦合器属于低效产品，效果并不理想。随着电力电子技术的发展，现在我们可以通过改变电机的转差率，来改变高温风机的转速（我们称这种调速方法为斩波调速），同时又具有更好的节能效果。因此，在高温风机上改液力调速为斩波调速，已成了当前水泥厂正在轰轰烈烈开展的以“节能减排”为中心的技术改造工作的一个重要课题。本文专门就这个课题展开论述。
一、高温风机简述：
高温风机是水泥回转窑烧成系统中最关键的设备。它的作用：一方面是调整窑内气压，另一方面是引出回转窑内锻烧后的高温熟料的废气（由电收尘器将灰尘进行处理，再将废气排掉）。整个工艺过程主要是通过DCS来控制调速装置暨电动机的转速从而调整风机的风量，达到控制窑内负压。
二、斩波调速与液力调速的工作原理：
斩波调速通过改变电机的转差，来实现电机转速的调节。由流体力学理论可知，转速减小时电机的轴功率将以其三次方的速率下降，同时将节约的电能回馈电网，因此,斩波调速的节电效果非常显著，属于高效节能的一种调速方式。
液力调速是通过控制液力偶合器工作腔内工作油液的动量矩变化，来传递电动机能量并改变输出转速的，电动机通过液力耦合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油进行加速，被加速的工作油再带动液力耦合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载，这样，可以通过控制工作腔内参与能量传递的工作油多少来控制输出轴的力矩，达到控制负载的转速的目的。液力调速属于机械控制、低效节能的一种调速方式。
三、斩波调速与液力调速的节能比较[举例]：
(1)已知额定功率为1400KW
(2)已知目前实行液力调速的运行功率为1240KW
(3)按转速比计算技改后斩波调速运行功率为（实际转速÷额定转速）3×额定功率=（920÷992）3×1400KW=1117KW
(4)每小时节电量=液力调速运行功率-技改后斩波调速运行功率=1240KW-1117KW＝123KW
(5).经济效益测算（斩波调速比液力调速增加节电）:
备注：
（1）技改理论节电率＝（额定功率1400KW－斩波调速运行功率1117KW）÷1400KW×100%＝20.2%
（2）斩波调速比液力调速“增加节电量”，主要来自液力调速时液力耦合器本身损失的热能。
四、斩波调速与液力调速的其他性能比较：
1、运行可靠性
当斩波调速装置出现故障时，控制系统自动将电机从调速状态切换到工频运行状态。无需停电机检修。当调速装置检修完毕，装置能直接切入调速运行状态。使整个系统运行更加可靠。但液力耦合器出现了故障，必须停电机检修，就会影响生产，给用户带来较大的经济损失。
2、调节及控制特性
液力耦合器依靠调节工作腔油量大小来改变输出转速，因此响应慢、调节精度较低。而斩波调速属于数字控制，可以实现精确控制电机的转速。
3、起动性能
采用斩波调速时，如电动机保持额定转矩起动，电网输入起动电流小于电动机额定电流的1.5倍，对于风机泵类负载，其起动电流更小。而且起动的全过程可控，起动点和爬坡时间可设置。而液力耦合器不能直接改善起动性能，起动电流将是额定电流的2倍以上，对电动机和电网的冲击相当大，造成电压短时下降，干扰其它设备运行。
4、使用问题
液力耦合器使用一定年限后，会产生漏油情况，运行中每天需加油2～3次，以补充漏油；还会产生油面调整控制回路失灵情况，以至不能自动调节，在运行中靠手动调节置于固定转速比，或在运行时仍靠风机挡板进行风量调节，当窑系统工况变化较大时，现场值班人员根据中控制室的指令对液力耦合器的勺杆进行手动调节，运行操作非常不便。
五、高温风机技改方案
经过对原系统进行分析后，对原系统的风压控制由原来的液力耦合器调节改为斩波调速装置调节，即取消原液力耦合器，将电机与风机之间用一连接轴取代液力耦合器连通，由斩波调速装置对电机本身进行调速，最后达到调整窑尾预热器（高温风机入口）的压力为工况要求值。斩波调速装置控制接入原有的DCS系统，由DCS系统来完成正常操作。
这个技改方案具有以下优点：
（1）安装方便快捷。连接轴的基座安装尺寸、轴连接中心尺寸、轴径尺寸、轴与电机及风机侧的连接靠背轮均与原液耦一致，安装时，仅需将原液耦拆除，将连接轴代替液力耦合器，现场仅作少量调整即可达到安装要求，而不用对风机及电机作任何调整。
（2)操作使用方便，斩波调速实行全自动运行。
(3)能进行无级调速，调速范围广，且调速精度高，适用性强。
(4)保护功能完善，故障率低，排风机启动平稳，启动电流小，可靠性高。
(5)电动机不需长期高速运行，工作电流大幅度下降，节电效果显著。
(6)消除了机械及液压高故障率的缺陷，设备维护费用降低。
(7)电动机运行振动及噪声明显下降，轴承温度也有很大的降低。
六、结语
目前，水泥行业的竞争非常激烈，关键是制造成本特别是电耗的竞争，因此做好电动机的降耗增效工作显得极为重要。此外，根据有些水泥企业反映：由于液力耦合器调速精度不能满足实施纯低温余热发电项目的新要求，“撤除液耦”呼声日见高涨。为了有效解决这些问题，我们隆重推出斩波调速技术及其装置。斩波调速技术及其装置目前已经比较成熟，是水泥厂节能改造和取代液力耦合器的理想设备，具有很高的推广价值。