機械調速裝置在管道壓縮機組中的應用探討

1 機械調速裝置的工作原理

機械調速裝置是采用液力耦合器和齒輪組成的一種聯合調速裝置，其核心設備是一臺調速型液力耦合器，其基本組成結構如圖1所示。

耦合器的輸入端連接電機的輸出軸，電機的轉動帶動泵輪一同轉動，泵輪葉片內的液壓油在泵輪的帶動下隨之一同轉動，轉動的液壓油會不斷沖擊渦輪葉片，使渦輪受到液壓油沖擊力而旋轉，并且帶動輸出軸旋轉。耦合腔內的液壓油的多少決定了能傳遞功率的多少。因此可以通過調節導流管的插入深度來控制耦合腔內的液壓油的量，從而改變傳遞功率的多少，以達到對輸出轉速的控制。

目前機械調速裝置主要有三種典型結構適用于管道壓縮機組中的應用。

1.1 齒輪增速型（如圖2所示）

在液力耦合器的輸入端集成一臺增速齒輪箱，提高泵輪的轉速。同時在渦輪的輸出端再集成一臺增速齒輪箱形成二次變速，使最終的輸出軸可以達到很高的轉速。同時可以通過調節導流管來調節輸出轉速。

2.與車主溝通了解到，該車因事故撞到輪胎，更換了輪胎、下擺臂、減振器等零部件，所以我們仔細檢查了這些零部件的安裝情況。通過檢查發現，檢查發現之前更換的下擺臂、減振器的尺寸與原車的不一致，如圖2、3所示。

變頻調速系統，配套設備多，并且都是高新技術電氣設備，投資費用高。在運行維護中，電氣元器件容易老化，并且更新換代比較快，增加改造投入。而機械調速裝置配置簡單，配件價格便宜。運行維護也比較簡單，都是機械部件，不容易損壞。整體壽命和大修周期要遠高于電氣設備。

1.2 調速行星齒輪RWE型（如圖3所示）

而機械調速裝置只有一臺設備，集成在一起，故障點少，機械性能可靠，維護也方便，技術人員經過簡單的培訓都可以獨立完成設備的維護和檢修。

只有分流部分的功率，會受到液力效率的影響，這樣的結果是總效率十分高。

3.快樂學習，啟迪兒童學習興趣。兒童往往是為了“好玩”而學習。有興趣的學習，兒童可以持續較長時間；而沒有興趣的學習，兒童往往堅持不下去。興趣驅動是兒童學習的重要特點。如果將原本枯燥知識的學習游戲化、情境化，能夠更好調動兒童的學習積極性。[2]情景教學倡導的快樂學習，就是從學生的興趣出發，讓兒童變被動學習為主動學習，提高學生的“求知欲”。

1.3 調速行星齒輪RWC型（如圖4所示）

土壤消解動態單獨設置在未種植馬鈴薯小區，施藥時期同植株動態試驗，施藥后并以0天計(2 h)、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、42 d、56 d、80 d，隨機采集土壤樣品，每次采集樣本1～2 kg。

中國醫學科學院阜外醫院將先進的管理理念與軟件開發技術融合，多部門通力合作，自主研發了智能化物聯網管理系統。系統包括全面覆蓋病房、重癥監護室、導管室的智能藥柜；應用于手術室／介入導管室的智能收發衣設備；依托于信息系統的耗材物流系統以及無菌物品追溯系統。

綜上所述，可先采用PCR法對支原體感染進行早期篩查，并采用固體或液體培養法觀察后期的病原菌感染情況。可采用四環素類藥物進行預防性治療，然后根據藥敏結果選擇用藥。

2 與變頻調速的比較

變頻調速是目前國內天然氣長輸管道上壓縮機組所普遍采用的調速型式，取得了很好的應用經驗，但是隨著系統的長期運行也暴露出一些具體問題。與其相比，機械調速裝置在以下幾個方面具有明顯的優勢。

2.1 效率更高

普遍認為，機械調速裝置的效率比較低，節能效果不明顯。雖然傳統的液力耦合器是通過液力來傳遞功率，屬于柔性連接，存在固定轉差損耗，效率與轉速成正比。在高速區，效率可以達到很高的值，但在低速區效率會有所下降。但隨著技術的發展，調速行星齒輪型液力耦合裝置的出現已經大大改善了其在低速區的效率問題。目前調速行星齒輪的總體效率并不比變頻驅動系統的整體效率低，甚至還要高1-2%

。

2.2 配置簡單，占地面積小

變頻調速系統中的變頻器、隔離變壓器及諧波過濾器都需要單獨安裝，占地面積龐大，而且之間需要大量的電纜連接工作量。電器設備的發熱量大，還需要龐大的空調冷卻系統。不僅占地面積大，安裝工作量大，而且也會使整個系統的效率下降。另外，變頻裝置只能實現調速功能，一般壓縮機的轉速都很高，這樣就需要增加一臺增速齒輪箱。

而機械調速裝置中集成了增速齒輪箱，既可以實現調速功能，又可以實現增速功能。另外還集成了機組潤滑油系統，節省了安裝空間。采用機械調速裝置驅動的壓縮機組如圖5所示。

2.3 故障點少，可靠性高

變頻驅動系統復雜，配套設備多，造成故障點多，維護工作量大，任何一個設備出現故障都會影響到整個系統的穩定性。像變頻器、變壓器及諧波過濾器都屬于高新技術，需要專門的技術人員來維護和檢修，增加了維護的難度和成本。

調速行星齒輪是在液力耦合器的基礎上集成一個旋轉行星齒輪。這種調速裝置基于功率分流和速度疊加的原則。功率的主要部分通過輸入軸直接以定速傳給行星齒輪的外齒圈。小部分的功率通過液力耦合器添加在行星齒輪的行星支撐架上。通過這部分添加能調節速度，進而驅動機械的輸出速度能發生變化。

這種結構是在RWE型的基礎上又增加了一臺液力耦合器，可適用非常大型的壓縮機組，并能夠實現無載啟動，避免了啟動過程中對電網的沖擊。

2.4 純機械設備，無諧波污染

高壓變頻器會產生輸入諧波電流，造成諧波污染。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。對于電力系統外部，諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾。而機械調速裝置是純機械裝置，不存在諧波污染的問題。

摘 要：初中生的英語核心素養包括：語言能力、文化意識、思維品質、學習能力，共四個維度。初中英語課堂設計提倡發展學生思維品質，采用既強調語言學習過程又有利于提高學生學習成效的語言教學途徑和方法。基于英語學科核心素養設計的英語課堂是教師特別是外國語學校教師值得重視和積極開展的。以牛津英語7B unit 5 welcome to the unit 教學為例，探討通過精心設計英語課堂教學，提高學生核心素養。

2.5 安裝區域無限制

根據表1中的機組參數，針對兩種調速方案進行技術經濟對比分析。

2.6 柔性連接，可以更好的保護電機

機械調速裝置在技術上已經具備了在國內管道壓縮機組中進行應用的基礎條件。

2.7 經濟性好，運行成本低

檢測凋亡抑制劑Z-VAD-FAM對LFS-01作用的影響時，首先用50 μmol/L的z-VAD-FAM預處理JeKo-1細胞2 h，之后操作步驟同上。

1.5.2 病理學分類 根據常見甲狀腺病理學結果進行下述規定：良性病變：包括甲狀腺結節性增生（NH）、甲狀腺炎（包括橋本氏甲狀腺炎或亞甲炎）、濾泡性腺瘤（FA）；惡性病變：甲狀腺乳頭狀癌（PTC）、甲狀腺濾泡癌（FTC）、甲狀腺髓樣癌（MTC）及未分化癌（ATC）。

3 應用分析

根據調研資料顯示，美國輸氣管道中采用的機械調速裝置在運行過程中表現出很多優點，采用變速行星齒輪型液力耦合的機械調速裝置已經在美國天然氣行業得到普遍公認和較為廣泛的應用，在各大管道公司的多條天然氣長輸管道中采用，效果良好。

根據資料顯示，在美國的天然氣長輸管道中已有超過30臺壓縮機組采用的是機械式調速裝置。其中功率最大的為31.2MW，最小的為4.5MW。運行時間最長的是1999年安裝在Tennessee Gas Pipeline中的4臺7.01MW的機組，到目前為止還沒有進行過大修。

三個人精神大受刺激，一聳，從礦車內滾出去，都撲倒了。盜墓者和年輕人往前爬，何良諸往前爬。他們沒有力氣了，急慌慌往前爬。一只桶，停在他們面前。三個人昂起頭，肉香使他們暈眩。駝子蹲下，說：“我好不容易才跑出來。”

另外，在德國、澳大利亞、泰國等其他國家的天然氣長輸管道中，機械調速裝置也已經有很多的應用實例。

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在國內，雖然目前還沒有在天然氣輸氣管道上的運行案例，但在其他領域已經有很廣泛的應用。沈陽鼓風機廠在壓縮機實驗臺上就采用了一臺功率為28MW的液力耦合調速裝置，是2005年從德國公司購買的調速行星齒輪RWC型。在陜西鼓風機廠的壓縮機實驗臺上也使用了一臺功率為12.8MW的RWC型機械調速裝置。

另外在大型風機和鍋爐給水泵機組中已有很廣泛的應用。

機械調速裝置中的液力耦合器是液力柔性連接，當壓縮機過載或發生故障時，不會影響到電機，造成電機的損壞。而變頻驅動系統與壓縮機是采用吸振聯軸器硬性連接，壓縮機過載或故障時，會影響到電機，甚至燒壞電機。

4 實例分析

以某輸氣管道項目10MW壓縮機組為例，針對兩種調速方案進行對比分析。

4.1 機組參數

壓縮機組主要技術參數見表1。

4.2 調速方案

機械調速裝置可以直接安裝在室外或防爆區內，而變頻調速系統的配套設備均需要安裝在非防爆區，并且許多設備還必須安裝在室內，增加了不必要的投資費用和安裝工程量。

4.3 技術經濟對比分析

4.3.1 技術性能對比分析

兩種調速方案的技術性能對比分析見表2。

機械調速與變頻調速相比占用空間少，效率接近。目前在國內長輸天然氣管道中，變頻器應用廣泛，但運行時容易受環境溫度、雷電、冷卻循環水等外界條件的影響，而機械調速相比工作可靠、緊湊、適應多工況長周期無故障運行。

4.3.2 經濟性分析

結合管道運行工況，以設計點為例進行各項投資估算，對變頻調速和機械調速進行經濟性對比分析，見表3。

從經濟對比中可以看出，基于設計點能效分析的費用現值對比結果，機械調速方案略占優勢。機械調速裝置在機組負荷大于85%的工況范圍內，均可保持效率值優于變頻調速方案。根據目前管道項目的運行經驗，機組大部分運行時間均處于80-100%負荷范圍內。

4.3.3 運行維護管理比較

采用機械調速，技術成熟，運行可靠，故障率低，維護維修方便。

變頻調速系統電子產品更新換代太快，備品備件無法長期供應，降低了變頻裝置的使用壽命，尤其是隨著運行時間的延長故障率會逐漸增加。

因此，機械調速裝置在整體上的運行維護管理優勢比較明顯。

4.3.4 配套系統比較

相對于配套系統復雜的變頻調速系統，機械調速方案在配套系統方面具有明顯的優勢，主要表現在以下幾個方面。

①機組可以實現模塊化設計，安裝緊湊，驅動電機與機械調速在公用底板上，齒輪增速系統和潤滑油系統集成在機組內，從而節省潤滑油橇塊、齒輪箱，可減少約15%的機組占地面積；②軟啟動器代替變頻系統，同時可不用配置濾波系統，可以大大節省配電室空間，減小變電所及配套系統占地面積；③由于不需要齒輪箱等設備，可以減少控制系統相應的測控點數，節省中間電纜。相比于變頻調速系統的獨立運行，機械調速由機組控制系統直接控制，能更好的提高機組運行的可靠性。

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4.4 分析結果

通過以上分析可以看出，針對本案例進行技術經濟性分析，機械調速方案具有比較明顯的優勢，具備在項目中進行推薦采用的條件和基礎。

5 結論

綜上所述，機械速裝置應用到天然氣輸氣管道壓縮機組中在很多方面具有明顯的優勢。如效率高，設備配置簡單、占地面積小，故障點少、可靠性高，無諧波污染，適合防爆區安裝，經濟性好，維護費用低等。在國外天然氣行業已得到普遍認可和較為廣泛的應用，并且取得了良好的效果。在國內天然氣管道壓縮機組中采用機械調速裝置具有很強的技術創新性。鑒于沒有成熟應用經驗提供參考，可以首先在非主干線的小型輸氣管道項目進行嘗試，總結經驗，進行技術積累，取得成功后，再逐漸向大的輸氣干線項目中推廣。

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