一种新型的压缩机调速驱动系统——调速行星齿轮

时间:2019-03-28 00:57:03 来源:购物吧  阅读:(74) 收藏
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为了提高压缩机的效率,增强可靠性以及降低成本,通常要求压缩机应该能够根据负荷情况进行运转,亦即依据负荷情况进行调速。

为了提高压缩机的效率,增强可靠性以及降低成本,通常要求压缩机应该能够根据负荷情况进行运转,亦即依据负荷情况进行调速。

目前有两种调速方式。

(1)机械方式:此方案中,工作机是通过汽轮机驱动的;

(2)电力方式:该调速方式中,包括变频电机(VFD)以及液力调速(VSD,见图1)两种。

一种新型的压缩机调速驱动系统——调速行星齿轮

图一

Vorecon行星齿轮液力耦合器的工作原理

一种新型的压缩机调速驱动系统——调速行星齿轮

图2

Vorecon是基于功率叠加原理而工作的。部分功率通过Vorecon的变矩器到达行星齿轮副的行星轮,大部分功率则通过Vorecon的机械主轴传递至行星齿轮副的外围齿圈,最后在行星齿轮内进行功率的矢量叠加。

行星齿轮副的齿圈保持着固定的转速,通过调整变矩器中导流片的位置,使变矩器的输出速度得以改变,该速度输出是在行星齿轮副中的行星齿轮中,这样,齿圈与行星间便可进行速度的矢量叠加(见图3),从而使得太阳轮的输出速度改变(降低或增加),并使太阳轮与压缩机的输入轴相连,由此达到对压缩机调速的目的。

最近的调查研究表明,定速电机与调速行星齿轮Vorecon结合的压缩机驱动技术已越来越为客户所接受,这主要是基于Vorecon的可靠设计及良好的现场运行情况。

一种新型的压缩机调速驱动系统——调速行星齿轮

图3

通常Vorecon的调速范围为60%~105%,可满足多数场合下压缩机的调速需要。Vorecon的传递功率从1.5MW至50MW之间是绝对可行的。

Vorecon行星齿轮液力耦合器的优点

现在,考虑到环保、可靠性以及燃料价格等因素,与汽轮机驱动技术相比,电力驱动逐渐成为优先选择的方案。当压缩机需要电力驱动而非透平驱动时,Vorecon则是最优的压缩机调速技术,这可以从以下8个方面得到证明。

(1)减少投资:根据经验,考虑到初投资以及运行中的维护费用,在大功率的大多情况下,Vorecon的初投资仅为同等水平变频驱动方案的2/3。

(2) 可靠性:根据在世界各地对实际运行的Vorecon的统计,可靠性高达99.94%。

(3) 电机以及工作机的高寿命:这是由于对工作机进行了平稳的无级调速,减少了扭振并且限制了峰值扭矩和冲击的结果。电机可在无负荷状态下平稳地启动,然后工作即按照设定的状态平稳加速。

(4) 减少日常维护:Vorecon调速系统的平均无故障时间(MTBF)大于300000 h。

(5) 增强耐用性,维护容易:当采用福伊特解决方案时,仅备品备件一项就可节约大量的费用。

(6) 一体化润滑油系统:对于Vorecon,电机、工作机所需的润滑油可从Vorecon的油箱中统一供应,从而组成一体化润滑油系统。但对于变频驱动,则需要独立的润滑油系统。

(7) 系统传动的高效性:如果考虑到系统的各个组成部分,Vorecon调速系统的总体传递效率在整个调速范围内(60%~105%)可以维持在95%左右(见图4)。基本上与变频调速系统的效率相当或者超过变频调速系统。

(8) 节约空间:变频驱动系统中的组成部件大大超过Vorecon,这也意味着需要更大的安装空间,这也将导致初投资的增加。

一种新型的压缩机调速驱动系统——调速行星齿轮

图4

结论

与变频驱动方式相比,Vorecon调速系统不仅结构简单,而且从技术以及使用的角度来看也远远优于变频驱动,因为:(1)简单意味着系统组件的减少;(2)成熟的技术消除了系统故障;(3)极高的可靠性意味着生产效率的显著提高;(4)降低的成本意味着投资的减少。

Vorecon已经在石化、天然气、炼化等行业得到了广泛的应用,主要用于管道压缩机、工艺气压缩机、增压压缩机的调速,得到了用户的普遍好评。

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