液力偶合器与变频器在高压水除鳞系统中的对比运用

介绍液力偶合器与变频器两种调速方式的优缺点，结合韶关钢铁板材部高压水除鳞改造工程中对调速装置的选择对两种调速方式进行详细对比。

韶关钢铁板材部中板线原有的高压水除鳞系统已经老化，故障率高，且不具备调速功能，设备电耗巨大，近年板材部利用中修的时间对高压水除鳞系统进行了改造，其中最突出的特点就是运用了调速装置，使得系统的节能效果大大增加。当今在冶金、化工、矿山和发电等行业采用的调速装置主要有：变频器调速与液力偶合器调速。下面本人就将结合此次高压水除鳞改造项目来谈谈这两者的对比运用。

液力偶合器：它的工作原理是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化，来传递电动机能量，电动机通过液力偶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偶合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载。

在精度要求不太高的场合，液力偶合器与变频器各有优劣，在精度要求比较高的场合，变频器的优势还是显而易见的。然而，配备变频器有投资较大，回收期较长，技术复杂，维护检修水平要求高等不利因素，下面将从经济成本方面对两者进行比较。在大功率上，液力偶合器调速装置初始投资费用较低，变频调速装置初始投资费用较高。通常进口大容量变频器每千瓦约300美元，折合人民币2500元。国产大容量变频器每千瓦约1500元。液力偶合器调速装置每千瓦约人民币100～150元。韶关钢铁本次高压水系统改造装机单台除鳞泵容量在2240kW，如果使用变频器调速，调速设备成本将高达几百万，而如果使用液力偶合器调速，只需要几十万。当然，是否使用液力偶合器还要有工艺上的考量。

本次高压水除磷系统改造按照工艺要求，调速设置三挡压力（即三挡速度），Ⅰ档：12MPa～14MPa，Ⅱ档：14MPa～16MPa，Ⅲ档：16MPa～18MPa，根据钢种不同可任意选择一档压力（即速度）。调速装置“升速/降速”设置两种控制方式，即“手动/自动”方式。

当选择开关置“手动”时，可操作“手动控制”开关，直接“升速”或“降速”。

当选择开关置“自动”位置时，由蓄势器压力，控制调速装置“升速”或“降速”。例如：选择Ⅱ档，当蓄势器压力≤14MPa时，调速装置自动升速，并稳速运行。当蓄势器压力

变频器：由电动机的转速（n=60f/p）知，当极对数p不变时，同步转速n和电源频率f成正比。因此，连续改变供电电源的频率，就可以平滑地调节电动机的转速，这种方法叫做变频调速。变频器的变频原理是接受50Hz的电源，经过可控硅三相桥式整流成直流电源，再经过逆变器转换成需要的频率电源，满足起动及调速要求。

从调速范围来说变频调速调速范围可达1/20。液力调速调速范围为1/5，所以对于调速范围要求高的场合适合使用变频调速，而对于调速范围相对不高的场合，两者都可使用，特别是对于常用的流体机械风机、水泵等，使用液力偶合器具有明显的节电效果，节电率可达20%～40%。

下面通过列表对液力偶合器与变频器的技术性能进行对比：≥16Mp时，调速装置自动降速至基速并稳定运行。另外，当蓄势器达到上限报警水位时，调速装置自动降到基速。防止高压水进入气罐。泵组启动运行后，应将“调速控制选择”开关置“自动”位置，自动完成升速或降速控制。

可见工艺要求的调速精度并不是很高。本次改造中调速装置选择液力偶合器有效的降低了成本，同时又满足工艺上的要求和系统节能的目的，结合以上因素，最终韶关钢铁板材部中板线在高压水除鳞系统改造工程中选择了液力偶合器为调速装置。

本次改造拆除3台3W-1BZ2型卧式柱塞高压泵及其附属高低压阀门管路，新装2台2DC-240/21DCL高压除鳞泵及其附属设备阀门管路，具体有：浊循环低压供水管路（DN300约200米），自动反冲洗过滤器（GLQA-1000/1.6 2台一用一备，包括进出口手动蝶阀DN250共4个），2台2DC-240/21DCL高压除鳞泵（一用一备，包括2台YKS630-2 2240kW电机，2台YD-KL58CL液力耦合器）；2个泵入口手动蝶阀DN200；2台泵入口IFM4080流量计DN200；2台GL.JZ-G150H液动截止阀；2台GL.NP-G150H平衡逆止阀，2台可调截流阀GL.LF-G65H；2台最小流量控制阀GL.YZ-G65H。

改造后降低了设备故障率，更加节能，为生产的稳定顺行打下了坚实的基础，取得了较好的经济效益与社会效益。

（作者单位：宝钢集团广东韶关钢铁有限公司板材部）