液力耦合器应用于风机的节能减排效果

　　1 液力调速节能减排效果

　　国家发改委节能信息传播中心于 2002 年以“最佳节能实践”案例研究第 66 项目[1]，向社会公布了大连液力机械公司的 GWT58 调速型液力耦合器，在鞍钢第三炼钢厂 180 吨顶底复吹转炉除尘风机（3000r/min，2000kW）上应用，有显著的节能减排效果。电机额定电压 10kV，转炉冶炼周期为 45min，风机高速运行 29min，低速运行 16min。未加装液力耦合器前风机一直高速运行。加装液力耦合器后与加装前（不调速）相比，实测数据表明：可节电 752 万 kW·h/a，可节省电费 361 万元/a （电费按 0.48 元 /kW·h 计算），可节约标煤3038t/a，可减排 CO₂7909t/a。加装该液力耦合器投资 23 万元，投资回收期不足一个月。企业获得了节能环保双丰收。

　　图 1 为上述事例的电机负载与节电示意图。由于工程设计选型时，风机的风量和压头均对其最大值还须加上裕度系数（通常为1.2~1.3），故风机选型已经很大。 选电机时对此已经是很大的风机了（功率）不能降低功率档，只能向上靠档选型，而使电机功率更大。风机在运行中总是用不到最高功率值，如此造成电机“大马拉 小车”欠载运行状况，使电机功率因数低下，运行效率下降，浪费能源。

　　在间断供风的转炉炼钢中，风机不加装液力耦合器时，由于大型电机启动困难，一经启动起来便一直连续以高速运行，在不需供风时仍高速（吸空）运行，加之电机 功率选大，故浪费了大量能源（图 1）。在加装液力耦合器后，吹氧冶炼时液力调速，以适应的速度使风机风量无裕度的满足需要，不吹氧时使风机低速运行，耗功很少，因而有显著的节能效果 [2]。

　　间断供风的需求，除转炉除尘风机外，还有高炉除尘风机、电炉除尘风机。

　　需连续供风的场合很多，如高炉鼓风机、焦化厂煤气鼓风机、水泥窑尾风机、电厂锅炉鼓引风机等。这些风机应用液力调速调节流量，与节流调节相比，均有显著的节能效果。节省电能消耗，即是减少煤炭消耗，减少 CO₂的排放。故节能减排利国利民，有利于国际大气环境———减少排放。

　　风机调速运行的节能率约为 20%上下，计算调速节能效果，可有两种方法。

　　1.1 耗功对比法

　　风机运行中消耗功率可表达为

　　P=C·Q·H

　　式中 C 为常数项；Q 为输出流量；H 为输出压头。

　　节流调节时则 Q 下降，而 H 上升（节流阻力），因此 P 基本未降（或下降甚少）。由于风机Q n（n 为转速），P n³，因而转速调节 n 下降时，P 大幅度下降。例如当 n（或 Q）下降 1/2 时，则 P降为原值的 1/8。故转速调节流量可以比节流调节大幅度节能。