液力耦合器在循环水泵上的应用

谭伟

中国宝武集团新疆八钢公司能源中心制氧分厂 新疆乌鲁木齐 830022

我厂循环水泵设备采用液力耦合器的连接方式改造，液力耦合器安装在电机与负载传动设备之间，因此液力耦合器的安装必须要有一定的空间[1]。制氧分厂循环水泵在安装时采用液力耦合器的节能方式对原水泵进行改造，需要对水泵进行位置变动管道改造等条件。如图所示：

1 液力耦合器用于水泵的变速调节时，具有以下优点：

（1）可实现无级调速。在液力耦合器输入转速不变的情况下，可以输出无级连续变化的、且变化范围很宽的转速。当转速变化较大时，与节流调节相比较，有显著的节能效果。

（2）可实现电动机的空载启动，降低启动电流。因而可选用容量较小的电动机及电控设备，减少设备的投资。

（3）可隔离震动。液力耦合器的泵轮和涡轮之间没有机械联系，转矩通过工作液体传递，是柔性连接。当主动轴有周期性的震动（如扭震等）时，不会传到从动轴上，具有良好的隔震效果。能减缓冲击负荷，延长电动机和风机水泵的机械寿命。

（4）过载保护。由于液力耦合器是柔性传动，其泵轮和涡轮之间有转速差，故当从动轴阻力矩突然增加时，转速差增大，甚至当风机或水泵等负载机器制动时，原动机或电动机仍能继续运转而不致被烧毁，风机与水泵也可受到保护。同时装在液力耦合器上的易熔放油塞还能及时地把流道热油自动排空，切断转矩的传递[2]。

（5）除轴承外无其它磨损部件，故工作可靠，能长期无检修运行，寿命长。

（6）工作平稳，可以和缓地启动、加速、减速和停车。

（7）便于控制。液力耦合器是无级调速，便于实现自动控制，适用于各种伺服系统控制。

（8）能用于大容量风机与水泵的变速调节，目前单台液力耦合器传递的功率已达20MW以上。

2 液力耦合器的主要缺点是：

（1）和节流调节相比，增加了初投资，增加了设备安装空间。大功率的液力耦合器除本体设备外，还要一套诸如冷油器等辅助设备和管路系统。

（2）由于液力耦合器的最大转速比为in =0.97～0.98，故液力耦合器输出的最大转速要比输入转速低。因此在选择风机与水泵时，要按照液力耦合器的最大输出转速确定其容量，而不能用电动机的额定转速来确定风机与水泵的容量。此外考虑到液力耦合器的转差损失（2%～3%）、升速齿轮损失（1.5%～3%）、机械损失和容积损失及油泵功率消耗（总计小于1%）等因素，电动机的容量亦要稍增大些。

（3）当液力耦合器的转矩一定而转速比较低时，不仅液力耦合器的体积和重量将增加，而且调速的延迟时间增大，反应变慢，当转速比小于0.4时，还会使工作不稳定，因此液力耦合器最适用于较高转速的风机水泵调速的场合。

（4）液力耦合器在运转中随着负载的变化，其输出转速也要相应的变化，所以不能保持精确的转速比，因此不适用于要求精确转速的场合。

（5）液力耦合器一旦发生故障，被拖动的负载也就不能工作。

（6）虽然液力耦合器用于风机水泵调速时具有显著的节能效果，但是由于液力耦合器的调速效率等于转速比，产生的转差损耗还是较大的，因此液力耦合器仍属低效调速装置[3-4]。