液力耦合器在循環水泵上的應用

譚偉

中國寶武集團新疆八鋼公司能源中心制氧分廠 新疆烏魯木齊 830022

我廠循環水泵設備采用液力耦合器的連接方式改造，液力耦合器安裝在電機與負載傳動設備之間，因此液力耦合器的安裝必須要有一定的空間[1]。制氧分廠循環水泵在安裝時采用液力耦合器的節能方式對原水泵進行改造，需要對水泵進行位置變動管道改造等條件。如圖所示：

1 液力耦合器用于水泵的變速調節時，具有以下優點：

（1）可實現無級調速。在液力耦合器輸入轉速不變的情況下，可以輸出無級連續變化的、且變化范圍很寬的轉速。當轉速變化較大時，與節流調節相比較，有顯著的節能效果。

（2）可實現電動機的空載啟動，降低啟動電流。因而可選用容量較小的電動機及電控設備，減少設備的投資。

（3）可隔離震動。液力耦合器的泵輪和渦輪之間沒有機械聯系，轉矩通過工作液體傳遞，是柔性連接。當主動軸有周期性的震動（如扭震等）時，不會傳到從動軸上，具有良好的隔震效果。能減緩沖擊負荷，延長電動機和風機水泵的機械壽命。

（4）過載保護。由于液力耦合器是柔性傳動，其泵輪和渦輪之間有轉速差，故當從動軸阻力矩突然增加時，轉速差增大，甚至當風機或水泵等負載機器制動時，原動機或電動機仍能繼續運轉而不致被燒毀，風機與水泵也可受到保護。同時裝在液力耦合器上的易熔放油塞還能及時地把流道熱油自動排空，切斷轉矩的傳遞[2]。

（5）除軸承外無其它磨損部件，故工作可靠，能長期無檢修運行，壽命長。

（6）工作平穩，可以和緩地啟動、加速、減速和停車。

（7）便于控制。液力耦合器是無級調速，便于實現自動控制，適用于各種伺服系統控制。

（8）能用于大容量風機與水泵的變速調節，目前單臺液力耦合器傳遞的功率已達20MW以上。

2 液力耦合器的主要缺點是：

（1）和節流調節相比，增加了初投資，增加了設備安裝空間。大功率的液力耦合器除本體設備外，還要一套諸如冷油器等輔助設備和管路系統。

（2）由于液力耦合器的最大轉速比為in =0.97～0.98，故液力耦合器輸出的最大轉速要比輸入轉速低。因此在選擇風機與水泵時，要按照液力耦合器的最大輸出轉速確定其容量，而不能用電動機的額定轉速來確定風機與水泵的容量。此外考慮到液力耦合器的轉差損失（2%～3%）、升速齒輪損失（1.5%～3%）、機械損失和容積損失及油泵功率消耗（總計小于1%）等因素，電動機的容量亦要稍增大些。

（3）當液力耦合器的轉矩一定而轉速比較低時，不僅液力耦合器的體積和重量將增加，而且調速的延遲時間增大，反應變慢，當轉速比小于0.4時，還會使工作不穩定，因此液力耦合器最適用于較高轉速的風機水泵調速的場合。

（4）液力耦合器在運轉中隨著負載的變化，其輸出轉速也要相應的變化，所以不能保持精確的轉速比，因此不適用于要求精確轉速的場合。

（5）液力耦合器一旦發生故障，被拖動的負載也就不能工作。

（6）雖然液力耦合器用于風機水泵調速時具有顯著的節能效果，但是由于液力耦合器的調速效率等于轉速比，產生的轉差損耗還是較大的，因此液力耦合器仍屬低效調速裝置[3-4]。