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摘要：煉焦鼓冷係統用液力耦合器調速，在變頻器未實際應用以前，液力耦合器調速不失為交流電機較為理想的調速方式，其效率﹑ 低 耗能大，用變頻調速方式取代後可以獲得非常好的經濟效益。
關鍵詞：風機液力耦合器調速，變頻器，節能
一、概述
煉焦過程是煉焦煤在炭化室經過幹燥脫水、軟化熔融、半焦化和半焦收縮成焦等階段。在200攝氏度以前，煤表麵的水分、吸附在煤中的二氧化碳、jiawandengxichu。suizhejinruruanhuarongrongjieduan，zaicijieduanzhong，meidafenzicelianduanliehefenjie，chanshengrejiechanwu，zaibanjiaoxingchenghekaishisuojuzhiqian，rejiechanshengdezhengqihemeiqi，zhuyaohanyoujiawan、一氧化碳、化合水及焦油蒸汽等。溫度繼續升高，析出的氣體中氫和苯蒸汽的含量增加。在半焦至焦碳階段中，隨著焦質致密、縮suo聚ju，氫qing大da量liang的de產chan生sheng。在zai炭tan化hua室shi煉lian焦jiao的de特te定ding條tiao件jian下xia，上shang述shu初chu次ci分fen解jie的de產chan物wu，通tong過guo赤chi熱re的de半ban焦jiao及ji焦jiao碳tan層ceng到dao達da爐lu牆qiang邊bian，然ran後hou沿yan著zhe高gao溫wen的de爐lu牆qiang與yu焦jiao碳tan之zhi間jian的de空kong隙xi到dao達da爐lu頂ding空kong間jian。
炭化室出來的荒煤氣首先在橋管處被大量的循環氨水噴灑。在次過程中，熱煤氣與70～75攝示度的呈細霧狀的氨水接觸，高溫煤氣放出熱量，使氨水霧滴迅速升溫和汽化，結果，煤氣溫度降到80～85攝示度，未被汽化的氨水溫度升高到75～78攝示度。煤氣中的焦油氣約為50～60%被冷卻下來，部分焦油與煤塵和焦炭粒混在一起構成焦油渣。煤氣經初冷器後溫度可降至30攝示度，此時，輕質焦油和氨水就冷凝下來。煉焦爐出來的焦爐煤氣經集氣管、吸氣管、初冷器、捕焦油器、回(hui)收(shou)氨(an)和(he)苯(ben)的(de)係(xi)統(tong)等(deng)一(yi)係(xi)係(xi)列(lie)的(de)設(she)備(bei)，然(ran)後(hou)才(cai)能(neng)變(bian)成(cheng)淨(jing)煤(mei)氣(qi)送(song)給(gei)不(bu)同(tong)的(de)用(yong)戶(hu)，或(huo)送(song)至(zhi)貯(zhu)罐(guan)。在(zai)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)煤(mei)氣(qi)要(yao)克(ke)服(fu)許(xu)多(duo)阻(zu)力(li)才(cai)能(neng)達(da)到(dao)用(yong)戶(hu)的(de)地(di)點(dian)，為(wei)此(ci)，煤(mei)氣(qi)應(ying)具(ju)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)壓(ya)力(li)。另(ling)外(wai)，為(wei)了(le)使(shi)焦(jiao)爐(lu)內(nei)的(de)荒(huang)煤(mei)氣(qi)按(an)規(gui)定(ding)的(de)壓(ya)力(li)製(zhi)度(du)抽(chou)出(chu)，要(yao)是(shi)煤(mei)氣(qi)管(guan)線(xian)中(zhong)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)吸(xi)力(li)，因(yin)此(ci)，必(bi)須(xu)在(zai)焦(jiao)化(hua)工(gong)藝(yi)的(de)流(liu)程(cheng)中(zhong)，選(xuan)擇(ze)合(he)理(li)的(de)位(wei)置(zhi)設(she)置(zhi)鼓(gu)風(feng)機(ji)，一(yi)般(ban)焦(jiao)化(hua)廠(chang)鼓(gu)風(feng)機(ji)的(de)位(wei)置(zhi)選(xuan)擇(ze)在(zai)初(chu)冷(leng)器(qi)之(zhi)後(hou)和(he)捕(bu)焦(jiao)油(you)器(qi)之(zhi)前(qian)，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)此(ci)時(shi)鼓(gu)風(feng)機(ji)的(de)負(fu)荷(he)較(jiao)小(xiao)，電(dian)捕(bu)焦(jiao)油(you)器(qi)處(chu)於(yu)正(zheng)壓(ya)狀(zhuang)態(tai)下(xia)操(cao)作(zuo)，比(bi)較(jiao)安(an)全(quan)。
二、現狀
某焦化廠煉焦爐鼓冷係統有400kW離心風機兩台，一用一備，安裝在兩台初冷器之前，即一台鼓風機同時對兩台初冷器中的煤氣進行抽取。工藝上要保證初冷器內維持120Pa正壓，則鼓風機需要調速，原係統采用液力偶合器調速。另外，還要求兩台初冷器內的正壓相同，均為120Pa。原(yuan)係(xi)統(tong)是(shi)在(zai)初(chu)冷(leng)器(qi)的(de)出(chu)口(kou)處(chu)設(she)置(zhi)手(shou)動(dong)閥(fa)門(men)用(yong)人(ren)工(gong)調(tiao)節(jie)，在(zai)調(tiao)節(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)，不(bu)僅(jin)要(yao)調(tiao)節(jie)閥(fa)門(men)的(de)開(kai)度(du)，還(hai)要(yao)同(tong)時(shi)調(tiao)節(jie)液(ye)力(li)偶(ou)合(he)器(qi)的(de)油(you)壓(ya)，以(yi)此(ci)調(tiao)節(jie)風(feng)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)。閥(fa)門(men)和(he)轉(zhuan)速(su)都(dou)要(yao)調(tiao)節(jie)，二(er)者(zhe)又(you)有(you)一(yi)定(ding)的(de)偶(ou)合(he)度(du)，常(chang)常(chang)顧(gu)此(ci)失(shi)彼(bi)，很(hen)難(nan)達(da)到(dao)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)。另(ling)外(wai)，液(ye)力(li)偶(ou)合(he)器(qi)調(tiao)速(su)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)較(jiao)差(cha)及(ji)調(tiao)速(su)的(de)不(bu)方(fang)便(bian)，而(er)且(qie)效(xiao)率(lv)低(di)，為(wei)滿(man)足(zu)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)的(de)要(yao)求(qiu)和(he)節(jie)能(neng)，需(xu)要(yao)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)改(gai)造(zao)。
三、改造方案
為節能考慮，將液力偶合器調速改為變頻調速。為控製兩初冷氣內的壓力，采用壓力閉環控製和電動閥結合控製，該方法是在1#初冷器和2#初冷器上安裝兩隻壓力變送器，變送器壓力值代表初冷器內的壓力值。以1#初冷器變送器的反饋值來控製變頻器的輸出頻率，使其穩定在120Pa的壓力上。但是1#初冷器和2#初冷器的出口風道是並聯的，由於某些因素，1#初冷器和2#初冷器的壓力值可能不相等，這時，由調節器送出的信號到2#初冷器電動調節閥，調節器閥門的開度，使1#初冷器和2#初冷器的壓力值相等。但是電動閥的調節影響總壓力值，2#初冷器出口處的壓力變送器將檢測到的壓力信號送變頻器，由變頻器使風機電機升速或降速，維持工藝要求的壓力值在120Pa。調節過程要經過幾次的反複調節，無需人工介入，都是自動進行的。煉焦鼓冷係統控製示意圖如圖1所示：
圖1 煉焦鼓冷係統控製示意圖
四、液力偶合器
yeliouheqishitongguokongzhigongzuoqiangneigongzuoyouyededongliangjubianhua，laichuandidiandongjinengliangbinggaibianshuchuzhuansude，diandongjitongguoyeliouheqideshuruzhoutuodongqizhudonggongzuolun，duigongzuoyoujinxingjiasu，beijiasudegongzuoyouzaidaidongyeliouheqidecongdonggongzuowolun，banengliangchuandidaoshuchuzhouhefuzai，zheyang，keyitongguokongzhigongzuoqiangneideyouyalaikongzhishuchuzhoudeliju，dadaokongzhifuzaidezhuansudemudi。yinciyeliouheqiyekeyishixianfuzaizhuansuwujitiaojie，zaibianpinqiweiyingyongyiqian，yeliouheqibushiweiyizhongjiaoweilixiangdejiaoliudianjitiaosufangshi。
液力偶合器從電動機輸出軸取得機械能，通過液力變速後送入負載，其效率不可能為1；變頻器從電網取的電能，通過逆變後送入電動機其效率也不可能是1。在全轉速範圍內，變頻器的效率變化不大，變頻器在輸出低轉速下降時效率仍然較高，例如：100%轉速時效率97%，75%轉速時效率大於95%，20%轉速時效率大於90%；液力偶合器的效率基本上與轉速成正比，隨著輸出轉速的降低，效率基本上成正比下降。例如：100%轉速時效率95%，75%轉速時效率約72%，20%轉速時效率約19%。液力偶合器用於風機、泵beng類lei負fu載zai，由you於yu其qi軸zhou功gong率lv與yu轉zhuan速su的de三san次ci方fang成cheng正zheng比bi，當dang轉zhuan速su下xia降jiang時shi，雖sui然ran液ye力li偶ou合he器qi效xiao率lv與yu轉zhuan速su成cheng正zheng比bi下xia降jiang，但dan電dian動dong機ji綜zong合he軸zhou功gong率lv還hai是shi隨sui著zhe轉zhuan速su的de下xia降jiang成cheng二er次ci方fang比bi例li下xia降jiang，因yin此ci在zai變bian頻pin器qi取qu代dai液ye力li耦ou合he器qi調tiao速su時shi，計ji算suan節jie能neng時shi，電dian機ji軸zhou功gong率lv與yu轉zhuan速su的de一yi次ci方fang成cheng正zheng比bi。
五、改造方案的電氣原理圖和控製原理
1﹑變頻器采用森蘭SB61P400KW。考(kao)慮(lv)到(dao)電(dian)機(ji)是(shi)一(yi)用(yong)一(yi)備(bei)，為(wei)節(jie)省(sheng)投(tou)資(zi)，兩(liang)台(tai)風(feng)機(ji)電(dian)機(ji)共(gong)用(yong)一(yi)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)，當(dang)電(dian)機(ji)需(xu)要(yao)倒(dao)換(huan)時(shi)，僅(jin)改(gai)變(bian)電(dian)機(ji)外(wai)部(bu)的(de)接(jie)線(xian)，變(bian)頻(pin)器(qi)控(kong)製(zhi)原(yuan)理(li)圖(tu)如(ru)圖(tu)2所示。PT為壓力變送器，為四線式的壓力變送器接線，還有兩根電源線未畫出。R為給定調節，也可以用操作麵板給定。KM1﹑KM2控製那台電機運行。
圖2 變頻器控製原理圖
因(yin)為(wei)液(ye)力(li)耦(ou)合(he)器(qi)的(de)效(xiao)率(lv)較(jiao)低(di)，改(gai)造(zao)時(shi)不(bu)需(xu)要(yao)保(bao)留(liu)，可(ke)將(jiang)其(qi)拆(chai)除(chu)。留(liu)下(xia)的(de)空(kong)位(wei)可(ke)裝(zhuang)一(yi)台(tai)減(jian)速(su)箱(xiang)，減(jian)速(su)箱(xiang)的(de)減(jian)速(su)比(bi)的(de)選(xuan)擇(ze)，根(gen)據(ju)工(gong)藝(yi)條(tiao)件(jian)決(jue)定(ding)。即(ji)變(bian)頻(pin)器(qi)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)50（60）Hz時，風機輸出最大風量。為減少減速箱安裝時的工作量，減速箱需認真選擇。
2﹑壓力變送器的安裝
yalibiansongqiyaozhengquedefanyingchulengqideyalizhi，anzhuangweizhizhideyanjiu，xianrananzhuangzaichulengqishang，jike。weijianhuakongzhi，yongyihaochulengqiyalibiansongqidexinhaofankuidaobianpinqi，youcikongzhiyihaochulengqideyali；二號初冷器的壓力變送器的信號送到電動調節閥調節器上，控製閥門的開度，以平衡兩初冷器的壓力值。如圖1所示。
六﹑節能
改造過程中，去掉了液力耦合器後換為一台5︰1的減速箱。生產運行時，變頻器的輸出頻率在34Hz上下變動，計算節能效果如下：
400kW風機風量從100%降低到70%，由於流量與轉速一次方成正比，因此轉速可以降低70%，負載功率理論上降為34.3%，如果變頻調速效率按0.95算，再考慮電動機效率在低功率時和管道係統效率有所下降，電網總輸入功率約：
400（34.3%/0.95/0.85/0.95）=40044.71%=178.84kW
如果采用液力偶合器，其效率按0.665計算，電網總輸入功率為
400（34.3%/0.665/0.85/0.95）=40063.87%=255.12kW，
二者之差為節約的電能，即：
255.12-178.84=76.28kW
全年按300 日計算，年節電:
76.2830024=549216kWh。
據實際檢測本係統節能在21.9%，不到一年可收回投資，取得了非常好的經濟效益。
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