摘要：介绍调速型偶合器性能特点，结合长距离、大运量皮带机启动特性，提出选用调速型偶合器匹配原则，以及应用调速型偶合器，实现皮带机软启动所带来的好处。

　　关键词：输煤皮带机、调速型偶合器、软启动

　　0　引言

　　随着电力科技发展，发电机组单机容量越来越大，我国现在新建电厂单机容量也处在从600MW向1000MW过渡期中。单机耗煤量也随着上升，600MW年消耗约125万吨，1000MW年消耗约200万吨。输送带宽度、长度以及输煤能力随着装机容量增大而提高，电机功率越来越大，对皮带机启动特性要求更高，皮带机软启动成为改善启动特性主要办法。目前，皮带机软启动有变频、偶合器、液粘性软起动、CST等。本文重点探讨调速型偶合器在大功率输煤皮带机上应用。

　　一 偶合器的性能和特点

　　限矩型液力偶合器因具有轻载启动、过载保护、减缓冲击、隔离扭振、协调多动力机均衡驱动等优异功能，所以在我国电力系统输煤系统大规模使用推广。由于受其结构及性能特性限制，不能适应长距离、大跨度、大功率的输煤皮带机软启动要求，所以在300Kw以上功率的皮带机较多采用调速型偶合器。

　　调速型偶全器除了具有限矩型偶合器的优点外，它还可以自动、手动来调节输出转速,延长启动时间。它的主要特点是在启动前，工作腔不充油，电机在“空载”下迅速启动，降低启动电流和电机启动时间，减少对电网大电流冲击;待电机启动完毕，通过导管或其它方式调节工作腔中的充液量以改变输出转速和力矩，其充油量的调节是在运行中进行，由小变大，并逐渐增加电动机的载荷，自动调节电动机的负荷分配，使之趋于平衡，最后工作腔充至合适的油量，使负载达到额定速度运行，实现皮带机的软启动。因此应用调速型偶合器传动能提高传动品质，降低设备故障率和延长设备使用寿命。目前，调速型偶合器在电力系统应用广泛，比如给水泵、送风机、引风机、空预器、渣浆泵等均采用偶合器来传动。火力发电厂是发电的企业，但同时又是耗能大户，耗电量约占发电总量的5%~10%。采用比不采用能节能10%~20%。

　　二 调速型偶合器的优点

　　我国电力输煤系统采用调速型偶合器在近几年推广较快，它主要用于那些长距离、大跨度、大功率的输煤皮带机。之所以推荐它，因其具有以下几方面的优点。 改善皮带机的起动及运行特性。实现“空载”启动，延长皮带机起动时间。另外，调速型可以通过控制油量改变联合工作的输出力矩，因而使输出的力矩的大小和增大的速度得以控制，这样在启动过程中可以实现输出力矩的逐渐增加，从而避免了输出峰值力矩，可有效地降低机的动载荷，使皮带机平衡启动，在稳定工作区段保证有较大的充油量，使其具有较高的传动效率。 可以进行无级调速，平衡多驱动的电机负荷，防止局部过载。在多电机驱动时，调速型的可以消除因胶带的弹性变形、减速机的效率差别、驱动滚筒的尺寸误差、电机的力矩――转速特性差异造成电机负荷不均衡。 通过导管调整工作腔充油量提高皮带机制动性能。先利用控制装置调整，减少充油量，降低输出转速，再停制动器，降低制动减速度，实现平稳制动。如带载制动，可以防止物料下滑。 增加设备安全运行可靠性。此前，电力系统大多采用限矩型偶合器，随着装机容量提高带来输煤能力、电机功率、传动滚筒与输送带摩擦力等参数提高，导致偶合器越来越大。由于体积、质量的提高使自身产生转动惯量大幅提高。另外，皮带机系统的驱动装置不管是外轮驱动还是内驱动，偶合器自身产生的转动惯量不是由减速机高速轴来承担，就是由电机轴来承担，加速轴承磨损，这样相对降低了减速机和电机使用寿命，缩短大修周期，有时发生减速机高速轴断轴事故，给设备带来安全隐患。如采用调速型偶合器，这个问题就不存在了，因为偶合器重量由自身来承担。输入和输出通过联轴器来联接。 三 调速型偶合器与皮带机的匹配原则

　　偶合器的片配对皮带输送机很重要。一是关系到偶合器与电机联合运行特性;二是关系到皮带机运行质量和设备可靠性;三是关系到经济性，影响机组节能。所以在选用调速型偶合器时必须考虑上述因素，它的匹配原则有以下几个方面： 满足减速机最高输入转速要求。液力偶合器输出与输入之间存在转速差，所以偶合器最高输出速度总低于电机的转速。 满足皮带机满载情况下最高功率要求。液力偶合器泵轮功率必须大于皮带机满载功率与减速机、偶合器在此工况下功率损失之和。 PB>Pz+PS+PJ

　　式中PB――偶合器泵轮功率

　　Pz――皮带机满载情况下的皮带机功率(皮带机设计功率)

　　PS――在满载情况下减速机功率损失

PJ――在满载情况下偶合器的最大功率损失(主要是转差和轴承摩擦损失) 满足皮带机稳定运行要求。皮带机经偶合器调速后，要求在任意工况均能稳定运行。稳定运行必要条件是液力偶合器某一充油量的特性曲线能与载荷特性曲线相交，两曲线交角越大，运行越稳定。如两曲线接近平行则运行不稳定。详见下图，

　　纵座标Mk=M/MH为相对力矩，式中M为载荷力矩，MH为最大额定转差率下液力偶合器的输出力矩。横座标为偶合泵轮与涡轮速比。图中虚线将工作状况分为4个区域：Ⅰ、Ⅳ区为起动区，Ⅱ区为调速区，Ⅲ区为超载区。从图中可以分析，满足工作机稳定运行必须做到以下几点： 不得超出规定的调速范围，如超出，运行就不稳定; 偶合器充液率不可以过低，低充液运行失稳; 偶合器规格选择必须合适，如规格选择过大，则偶合器必须在低充液率下工作，必然缩小调速范围和扩大不稳定区。如选择过小，则处于超载区内，运行不稳定。 满足热平衡要求。偶合器在运行中存在着转差功率损失，加上轴承摩擦、供油压力损失，这些损失都会转变成热量。所以在选择时要考虑散热问题。

　　四 皮带机软启动未来发展

　　从长远发展来看，限矩型液力偶合器因其结构简单、价格低廉、功能优越、使用和维修方便而被广泛使用，在300Kw以下功率中使用难以有更好的替代产品。但300Kw以上的大功率、长距离、大运量皮带机逐渐向调速型偶合器、液粘性软启动、CST(Controlled Start Transmission)启动、变频调速启动方向发展。尤其是变频调速启动在国外发展很快，它自动化程度、调速精度、效率较其它高，它的使用范围、调速范围也较广，不过价格昂贵。在实际生产中，运行成本和经济效益往往是选择软启动方式的主要依据，偶合器仍然是绝大多数带式皮带机首选，尤其在600Kw以下区间的皮带机，偶合器有其优势，相比其它几种，它有价格优势、结构简单、启动对电网无干扰。但是在600Kw以上皮带机驱动装置采用调速型偶合器不经济，因皮带机是恒力矩机械，节能效果比其它装置差，调速精度不高，在低充液量下，输出特性不是很理想。随着社会的发展，技术的进步，带式皮带机软启动正向智能化、高集成、低成本方向发展。

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