回转窑应用液力偶合器目前已经被诸多重型制造厂商认可，应用液力偶合器以后，回转窑性能稳定，便于监控！

目前回转窑使用窑尾高压风机，大多采用液力耦合器调节风量满足工艺要求。为提高风机运行效率，节约能源，企业有对风机进行变频调速控制改造的趋势。以下将结合两种调速方式的优劣进行比较分析。

调速型液力偶合器

调速型液力偶合器和变频器特点

（1）调速型液力偶合器的优点

液力调速对环境无影响，对使用环境条件要求不高，可以在户外、井下、炎热、寒冷、粉尘及潮湿等条件下使用。变频器对温度、湿度和通风等均有严格要求，需安装在环境要求较高的电器室里。变频调速所产生的高次谐波对电网有严重污染，而治理谐波污染的费用较高。

液力调速技术简单，使用方便，维修容易，不需要高技术水平的维护和操作，所有元件国内均能生产。变频调速技术复杂，使用和维修均需高技术水平，主要元件尚需进口。

液力调速有技术成熟、使用可靠等优点，无故障运行时间可达3 000 h。液力调速装置的使用寿命长，主要工作部件寿命长达20年，且可以反复维修使用。变频调速由于应用年限较短，缺少有关使用寿命的资料，但受电器元件老化的影响，其寿命不如液力调速长。

变频调速需要增加谐波污染治理和电机低速运转时的冷却器附属装置，而液力调速则需加冷却器，从附加装置费用比较，变频调速高于液力调速。设备初始投资在大功率的机械设备上，液力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。

（2）调速型液力偶合器的不足

变频调速及液力调速均可实现计算机自动控制，但调速型液力偶合器传动精度低，变频调速的精度较高。

在使用过程中变频调速与液力调速的总效率有差别。变频调速的总效率由于受能源变换、电机温升等因素影响，在***转速比时总效率约为95%，而在50%转速比时总效率约为90%。液力调速输出转速比为97%时总效率约为90%，在输出转速比为6.7%时总效率为85%，其他转速比范围，效率均大于85%。

风机变频调速运行分析

节能原理介绍

图1为风机控制时，当流量要求从Q1减小到Q2，必须关小进风门。这时进风门的磨擦阻力变大，管路曲线从R移到R’，扬程则从Ha上升到Hb，运行工况点从a点移到b点。

图2为调速控制时，当流量要求从Q1减小到Q2，由于阻力曲线R不变，风的特性取决于转速。如果把速度从n降到n’，性能曲线由（Q-H）变为（Q-H）’，运行工况点则从a点移到c点，扬程从Ha下降到Hc。根据风机的特性曲线公式：

N＝QH/η

式中：N为风机使用工况轴功率（kW），Q为使用工况点的流量（m3/s），H为使用工况点的压力（Pa），η为使用工况点的风机效率（%）。 

可求出运行在b点风机的轴功率和c点风机的轴功率分别为： 

Nb＝Q2Hb/η Nc＝Q2Hc/η

两者之差为ΔN，也就是说，用风门控制流量时，有ΔN功率被损耗浪费掉了，且随着风门不断关小，这个损耗还要增加。而用转速控制时，由于流量Q与转速n的一次方成正比；扬程H与转速n的平方成正比；轴功率P与转速n的立方成正比，即功率与转速n成3次方的关系下降。如果不是用关小风门的方法，而是把电机转速降下来，那么在转运同样流量的情况下，原来消耗在风门的功率就可以全避免，取得良好的节能效果，这就是风机调速节能原理。

以一例回转窑的窑尾风机的工况来分析

通风机，型号为200DIBB29，功率为461 kW，额定风量为18000m3/h，全压为8 000 kPa，效率为83%；液力耦合器，型号为YOT 63/15，额定转速为1 470 r/min；电动机，型号为YKK500-4，额定电压为10 kV，额定电流为39 A，额定转速为1 493 r/min，功率因数为0.89。

液力耦合器目前工况是，实际转速为853 r/min，耦合器开度为45%（开度范围25%?97%）。

液力耦合器工频运行功率计算公式：P1=U×I×1.732×cosΦ

其中：U为电机电压，kV；I为电机电流，A；P1为单一负荷下工频运行功率，kW；cosΦ单一负荷下运行功率因数，小于额定功率因数。

变频运行预计功率计算公式： 

其中：P2为改造后单一负荷下的变频运行功率，kW；Q为单一负荷的运行风量，m3/h；H变频改造后的运行压力，η1风机效率，改造后取效率值，一般为0.83?0.86；η变频装置效率，一般为0.90?0.96。

根据流量、压力、轴功率与其转速的关系：流量与转速成正比、压力与转速的平方成正比、轴功率与转速的立方成正比。

Q2/Q1 = n2/n1       

H2/H1 = (n2/n1)2      

P2/P1= (n2/n1)3

考虑变频装置效率得

其中P2是变频改造后预计运行功率，η为变频装置的效率。

节能计算工频运行以液力耦合器实际转速853 r/min功率计算（实际电流为19 A）P1为254.8 kW。

白灰回转窑变频后的预计运行功率计算，现液力耦合器实际转速853r/min，根据风机特性，以此作为节能计算标准，p2为165.1 kW。

P3=P2/η1/η2=221.0 kW

其中η1为变频效率；η2为风机效率。计算得出理论节电率为13.2%。

采用变频调速的特点，提高网侧功率因数。原电机直接由工频驱动时，满载时功率因数为0.8?0.9，实际运行功率因数远低于额定值。采用高压变频调速系统后，电源侧的功率因数可提高到0.95以上，明显减少无功功率的吸收，进一步节约上游设备的运行费用。

降低设备运行与维护费用。采用变频调节后，通过调节电机转速实现节能；转速降低，主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻，维护周期、设备运行寿命延长；变频改造后风门开度可达***，运行中不承受压力，可***减少风门的维护量。从实际改造情况看，采用变频调速后，运行与维护费用大大降低。

软启、软停功能及电机的保护功能。采用高压变频改造后，电机实现软启、软停，启动电流不超过电机额定电流的1.2倍，对电网无任何冲击，电机使用寿命延长。在整个运行范围内，电机可***运行平稳，损耗减小，温升正常，无任何附加的异常振动和噪声。

实现高度自动化，增强系统运行的可靠性：采用变频改造后，系统运行操作简单，运行方便。可通过计算机远程给定风量或压力等参数，实现智能调节。高压变频调速系统适应电网电压波动能力强，电压工作范围宽，电网电压在-35%?+15%之间波动时，系统均可正常运行。

液力调速与变频调速在技术性能上没有较大差别，均能满足风机、水泵、胶带机调速节能需要。变频调速的优点是节省空间，有利旧设备改进。在中小功率、恒扭矩、低转速的调速上占优势。液力调速的优点是技术简单，使用维护方便，使用寿命长，初始投资低，运行维护费用低，适合我国当前国情，特别适合应用于煤矿大功***转速机械设备的调速。