工業(yè)拖動(dòng)領(lǐng)域最常用的原動(dòng)機(jī)是各類直流或交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、系列齊全，易于選用和布置，而且電動(dòng)機(jī)的能源為普遍易得的電力，這些特點(diǎn)促使電動(dòng)機(jī)成為工業(yè)拖動(dòng)中最常用的原動(dòng)機(jī)。在現(xiàn)階段，電力的最主要來源是火力發(fā)電廠及核電廠，是化石能源或核能放熱產(chǎn)生蒸汽，并以蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)出的電并入電網(wǎng)，供各類用戶使用。通過上述描述可以發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載的過程，自發(fā)電廠算起，實(shí)際上經(jīng)歷了四個(gè)能源轉(zhuǎn)化過程，即化學(xué)能/核能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。因?yàn)檗D(zhuǎn)化過程中存在損失，造成了能源的浪費(fèi)。正是基于這個(gè)原因，在某些具有合適蒸汽源的單位，會(huì)直接采用汽輪機(jī)拖動(dòng)負(fù)載，跳過了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程，直接由熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來拖動(dòng)負(fù)載，可以大大提高能源轉(zhuǎn)化的效率。
此種方案即為純汽拖系統(tǒng)，汽輪機(jī)代替電機(jī)，作為唯一原動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)負(fù)載。純汽拖系統(tǒng)效率較電拖系統(tǒng)高，但是也有一定缺點(diǎn)。若負(fù)載的負(fù)荷率變化，拖動(dòng)汽輪機(jī)用汽量會(huì)跟隨變化，對蒸汽源忍受負(fù)荷變動(dòng)的能力要求較高。
在一些使用單位，蒸汽源可能是余熱鍋爐產(chǎn)汽，也可能是工藝用汽后的部分富裕蒸汽，這些汽源具有蒸汽量不穩(wěn)定、隨工藝時(shí)時(shí)波動(dòng)的特點(diǎn)。如果采用這類汽源的蒸汽來拖動(dòng)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，可能造成拖動(dòng)汽輪機(jī)間或出力不夠或者不能跟隨負(fù)載調(diào)整輸出功率等問題。

正是基于上述原因，汽電雙驅(qū)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。汽電雙驅(qū)系統(tǒng)是將汽輪機(jī)、電機(jī)與被拖動(dòng)的負(fù)載同軸連接布置，實(shí)現(xiàn)兩種原動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載。該系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)既互為備用，又能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，對波動(dòng)汽源也能適應(yīng)，而且可用電、可發(fā)電，可以工頻運(yùn)行，也可以變頻運(yùn)行。
汽電雙驅(qū)系統(tǒng)根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行多種分類。根據(jù)筆者的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，下文中分別從兩個(gè)方面進(jìn)行分類說明，并分析其適用范圍。
一、根據(jù)汽電雙驅(qū)系統(tǒng)軸系配置的差別進(jìn)行分類
不同項(xiàng)目的蒸汽源情況、負(fù)載運(yùn)行特點(diǎn)、使用單位需求等各不相同，造成了汽電雙驅(qū)系統(tǒng)軸系配置的差別，主要分為以下兩類。
（一）軸系不設(shè)置離合器
汽電雙驅(qū)系統(tǒng)的基本形式為汽輪機(jī)、電機(jī)與被拖動(dòng)的負(fù)載同軸連接布置，三個(gè)設(shè)備之間通過膜片式聯(lián)軸器剛性連接。系統(tǒng)簡圖如下：

汽電雙驅(qū)系統(tǒng)采用此形式，汽輪機(jī)、電機(jī)、負(fù)載之間為剛性連接，必須同時(shí)啟停。汽輪機(jī)和電機(jī)可以共同驅(qū)動(dòng)負(fù)載，在因汽源蒸汽量波動(dòng)造成汽輪機(jī)出力變化時(shí)，電機(jī)可以自動(dòng)實(shí)時(shí)補(bǔ)充負(fù)載的剩余功率需求，實(shí)現(xiàn)兩種原動(dòng)機(jī)共同拖動(dòng)的目的，減少電機(jī)的耗電量。若汽源蒸汽量大，汽輪機(jī)輸出功率超過了負(fù)載的功率需求，多余的功率可以通過電機(jī)使之轉(zhuǎn)為電能，自動(dòng)并入電網(wǎng)。此形式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)配置簡單，投資成本低；缺點(diǎn)是系統(tǒng)內(nèi)兩臺(tái)原動(dòng)機(jī)不能互為備用，汽輪機(jī)出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)必須跟隨停機(jī)。
該系統(tǒng)主要適用于以下場合：（1）汽電雙驅(qū)系統(tǒng)被拖動(dòng)的負(fù)載存在備用機(jī)，此負(fù)載允許非計(jì)劃停機(jī)檢修，如電廠給水泵、化工廠空壓機(jī)、采暖循環(huán)水泵等；（2）拖動(dòng)汽輪機(jī)的汽源與被拖動(dòng)的負(fù)載沒有直接關(guān)聯(lián)，負(fù)載啟動(dòng)階段即要保證蒸汽源能正常提供蒸汽，如鋼廠采用轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽拖動(dòng)空壓機(jī)等。
（二）軸系設(shè)置離合器
相比于第一種系統(tǒng)形式，此種形式在軸系中增加了離合器，系統(tǒng)簡圖如下：

該種系統(tǒng)形式相較于第一種形式，在汽輪機(jī)和電機(jī)之間增加了離合器，除具備第一種系統(tǒng)的功能外，更具有靈活性。系統(tǒng)中離合器為超越式離合器，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過電機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)速時(shí)，離合器自動(dòng)嚙合，軸系連接為一體；當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速低于電機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)速時(shí)，離合器脫嚙合，汽輪機(jī)從軸系中退出。離合器的設(shè)置帶來了兩個(gè)好處，一是汽輪機(jī)非計(jì)劃停機(jī)時(shí)，可以單獨(dú)停運(yùn)汽輪機(jī)并進(jìn)行檢修，不影響電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載繼續(xù)運(yùn)行；二是系統(tǒng)啟機(jī)階段，可以先獨(dú)立啟動(dòng)電機(jī)和負(fù)載，汽輪機(jī)可以在汽源條件具備時(shí)再啟動(dòng)，待汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)可以自動(dòng)并入軸系。該系統(tǒng)投資稍大，但是運(yùn)行方式更為靈活，適用性更強(qiáng)。
該系統(tǒng)主要適用于以下場合：（1）汽電雙驅(qū)系統(tǒng)被拖動(dòng)的負(fù)載沒有備用機(jī)，汽輪機(jī)故障不能影響純電拖運(yùn)行，離合器的設(shè)置保證了兩個(gè)原動(dòng)機(jī)可互為備用，增加系統(tǒng)的可靠性；（2）拖動(dòng)汽輪機(jī)的汽源與被拖動(dòng)的負(fù)載存在關(guān)聯(lián)，負(fù)載不啟動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生余熱蒸汽，因此汽輪機(jī)無法與電動(dòng)機(jī)和負(fù)載同時(shí)啟動(dòng)。上述兩種情況下，必須設(shè)置離合器，如燒結(jié)余熱蒸汽拖動(dòng)主抽風(fēng)機(jī)工藝。
需要說明的是，汽電雙驅(qū)系統(tǒng)不論采用上述何種形式，均能實(shí)現(xiàn)利用波動(dòng)汽源、兩種原動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)、汽輪機(jī)多余功率反向發(fā)電等功能，有時(shí)候存在負(fù)載轉(zhuǎn)速與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速不一致情況，軸系中需增加齒輪箱或變速離合器調(diào)整。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)是針對使用單位負(fù)載特點(diǎn)、蒸汽源特點(diǎn)、項(xiàng)目目標(biāo)等因素進(jìn)行針對性的方案設(shè)計(jì)和設(shè)備選型。
二、根據(jù)汽電雙驅(qū)系統(tǒng)能否變速運(yùn)行進(jìn)行分類
對于泵或風(fēng)機(jī)等負(fù)載，調(diào)節(jié)負(fù)荷的方式一般為閥門（風(fēng)門）調(diào)節(jié)或轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，因此根據(jù)汽電雙驅(qū)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中是否可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速分為以下幾類。
（一）系統(tǒng)工頻運(yùn)行不可調(diào)速
此系統(tǒng)最為簡單，整個(gè)系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，負(fù)載負(fù)荷的調(diào)節(jié)只能采用風(fēng)門、水閥、氣閥等節(jié)流件來實(shí)現(xiàn)，能耗較高，經(jīng)濟(jì)性差。
（二）通過液力耦合器實(shí)現(xiàn)負(fù)載調(diào)速運(yùn)行
負(fù)載通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來調(diào)整負(fù)荷的方式相較節(jié)流件調(diào)節(jié)更為節(jié)能，目前已經(jīng)普遍采用。純電拖系統(tǒng)可以采用變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，純汽拖系統(tǒng)也可通過汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，但是汽電雙驅(qū)系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方面存在較大的技術(shù)難度，在較長時(shí)間內(nèi)均未能實(shí)現(xiàn)。因此出現(xiàn)了此種折中的方法，即在電機(jī)與負(fù)載之間設(shè)置液力耦合器。電機(jī)和汽輪機(jī)均工頻運(yùn)行，負(fù)載通過液力耦合器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)負(fù)荷的目的。因液力耦合器效率低、故障率高，此方案雖然表面實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，但節(jié)能效果低于預(yù)期、系統(tǒng)維護(hù)難度增加，使用較少。
（三）通過電控功能實(shí)現(xiàn)汽電雙驅(qū)系統(tǒng)真正的變頻調(diào)速運(yùn)行
我單位經(jīng)過多年實(shí)踐總結(jié)、技術(shù)研發(fā)，已經(jīng)攻克了汽電雙驅(qū)系統(tǒng)變頻調(diào)速存在的難題，通過電控系統(tǒng)的綜合匹配、配合機(jī)械系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)整，可以完美實(shí)現(xiàn)汽電雙驅(qū)系統(tǒng)變頻調(diào)速，并能變頻反送電，目前已在鑌鑫特鋼、億鑫鋼鐵、天柱鋼鐵等單位得到實(shí)際運(yùn)用。
工業(yè)拖動(dòng)領(lǐng)域采用汽電雙驅(qū)系統(tǒng)具有系統(tǒng)靈活多樣、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以消納廠內(nèi)余熱蒸汽、工藝富裕蒸汽，在節(jié)能降耗的同時(shí)可解決全廠的汽水平衡問題，在解決了不能變頻調(diào)速難題后，其適用范圍又大大增加，相信該系統(tǒng)必將在工業(yè)拖動(dòng)領(lǐng)域得到更多的應(yīng)用！