變頻器會(huì)被永磁耦合器取代嗎？

點(diǎn)擊量：2042   日期：2019-07-02       一、背景

      當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的火力發(fā)電廠鍋爐主機(jī)，其大功率鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)所采用的調(diào)速方式大部分是變頻調(diào)速。鑒于變頻調(diào)速器在發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)行中所出現(xiàn)的問題，尤其是變頻設(shè)備故障的不確定性，給各發(fā)電廠生產(chǎn)上帶來了隱患，直接影響了生產(chǎn)運(yùn)行的連續(xù)性、穩(wěn)定性以及可靠性;也給電廠帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失，這種損失通常是因?yàn)殡姎庠O(shè)備故障時(shí)，促使發(fā)電機(jī)組減負(fù)荷或處理不及時(shí)造成停爐、停機(jī)。而采用大功率調(diào)速型永磁耦合器(ASD)調(diào)速方案取代目前的變頻器調(diào)速方案(即改變間接控制到直接控制形式)，則可獲得使用變頻器調(diào)速方案所無可比擬的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

      二、分析比較
      我們就火力發(fā)電廠最為關(guān)心的以下四個(gè)方面來進(jìn)行分析比較：
      (一) 系統(tǒng)的可靠性
     永磁耦合器(CiLiOuHeQi)
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)是一個(gè)純機(jī)械的產(chǎn)品，性能穩(wěn)定，對(duì)供電電源沒有任何要求，且使用中不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生高次諧波污染(高次諧波的污染對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的危害眾所周知，這里不再贅述)。因?yàn)椴挥秒?，所以不存在電磁干擾問題。
      高壓變頻器
      盡管變頻器(引風(fēng)機(jī)上大部分用的是6000V或10000V高壓變頻器)目前技術(shù)比較過關(guān)，但是作為一個(gè)高度復(fù)雜的電子設(shè)備而言，其運(yùn)行中故障的不可預(yù)見性、不確定性還是有目共睹的。首先對(duì)環(huán)境的要求十分苛刻，專用房間要密封、防塵，夏季要有空調(diào)來保持設(shè)備正常運(yùn)行所要求的溫度，輔助設(shè)施投入較大。其次對(duì)供電電源有一定的要求，電子設(shè)備易受電磁干擾會(huì)造成變頻器設(shè)備運(yùn)行的不可靠。同時(shí)在變頻器運(yùn)行時(shí)，對(duì)電源系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生高次諧波污染，破壞電網(wǎng)的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至影響電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，需要用戶采用其他設(shè)備(濾波器)來消除。另外，由于采用變頻器時(shí)，電機(jī)與負(fù)載(引風(fēng)機(jī))之間的軸連接是接觸式的，不具備減少軸承、密封損壞的優(yōu)點(diǎn)。
      (二) 長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一旦安裝完成投入使用，基本不受使用環(huán)境的干擾和影響，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。因?yàn)椴挥秒?，所以不存在電磁干擾問題。由于采用永磁耦合器(CiLiOuHeQi)時(shí)，電機(jī)與負(fù)載(引風(fēng)機(jī))之間的軸連接是非接觸式的，因此，負(fù)載(引風(fēng)機(jī))的震動(dòng)不會(huì)傳遞到電機(jī)上;也正是由于軸連接是非接觸式的，所以帶來了兩方面的好處，一是安裝時(shí)“對(duì)中”要求低;二是在長(zhǎng)期運(yùn)行中不會(huì)產(chǎn)生因?yàn)橹苯拥妮S連接而帶來的軸承、密封的損壞，保證設(shè)備的使用。根據(jù)其他電廠的使用情況(在美國(guó)的火力發(fā)電廠，其最長(zhǎng)的連續(xù)使用時(shí)間已達(dá)六年，理論壽命30年)，永磁耦合器(CiLiOuHeQi)表現(xiàn)了優(yōu)越的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性。而作為純機(jī)械設(shè)備，其可能的運(yùn)行故障是可預(yù)見的，不會(huì)因?yàn)橥话l(fā)故障而給用戶帶來措手不及的事故。
      高壓變頻器
      變頻器的核心是一個(gè)復(fù)雜的電子設(shè)備，安裝完成投入運(yùn)行后，易受使用環(huán)境的干擾和影響，難于保證其運(yùn)行穩(wěn)定可靠。根據(jù)多數(shù)火力發(fā)電廠的使用情況調(diào)查，變頻器在使用過程中，平均每年都要發(fā)生一次故障，長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性很差。而作為復(fù)雜的電子設(shè)備，其運(yùn)行故障是不可預(yù)見的，它會(huì)因?yàn)橥话l(fā)故障而給用戶帶來措手不及的事故。
      (三) 初始安裝及日后的可維護(hù)性
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)
      結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電機(jī)與負(fù)載的軸連接是非接觸式的，對(duì)中精度要求低，安裝調(diào)試快捷。由于是純機(jī)械設(shè)備，無復(fù)雜電子設(shè)備;經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)后，電廠的機(jī)務(wù)人員或電氣人員將會(huì)快速確定故障原因，并迅速自行解決故障，不必請(qǐng)專業(yè)公司的人來維修。其使用壽命可達(dá)30年。
      中壓變頻器
      變頻器是復(fù)雜的電子設(shè)備，一旦有電氣故障發(fā)生(經(jīng)常性的、不可預(yù)見性的)，電廠的機(jī)務(wù)人員或電氣人員將難于快速確定故障原因，并涉及備件的更換，不可能迅速自行解決故障，只能由變頻器生產(chǎn)廠家或?qū)I(yè)的公司派人修理，難以保證快速修復(fù)，不影響生產(chǎn)。變頻器的使用壽命最長(zhǎng)也不過7到10年。
      (四) 經(jīng)濟(jì)性分析
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)
      1. 初始投資
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)的初始投資與變頻器的投資目前大致相同;
      2. 維護(hù)費(fèi)用
      由于永磁耦合器(CiLiOuHeQi)基本上是免維護(hù)的，所以維護(hù)費(fèi)用幾乎為0;
      3. 故障造成的經(jīng)濟(jì)損失
      盡管永磁耦合器(CiLiOuHeQi)與變頻器都是節(jié)能設(shè)備，但是，永磁耦合器(CiLiOuHeQi)是實(shí)實(shí)在在的讓用戶見到節(jié)能所帶來的效益，原因是它的平均無故障時(shí)間(MTBF)比變頻器要長(zhǎng)很多，所以不會(huì)因?yàn)橐淮喂收纤斐傻臏p負(fù)荷發(fā)電，將節(jié)能所帶來的節(jié)能效益全部耗盡。
      4. 維修備件費(fèi)用
      因?yàn)橛来篷詈掀?CiLiOuHeQi)基本上是免維護(hù)的，所以維修備件費(fèi)用也幾乎為0。
      中壓變頻器
      1. 初始投資
      變頻器的初始投資與永磁耦合器(CiLiOuHeQi)的投資旗鼓相當(dāng);
      2. 維護(hù)費(fèi)用
      平均每年都要有一次故障，每次的維護(hù)換件、人工費(fèi)用價(jià)值不菲。且由于其故障的不確定性，給生產(chǎn)造成的損失也更大。
      3. 故障造成的經(jīng)濟(jì)損失
      雖然變頻器也是節(jié)能設(shè)備，但是，變頻器卻不能實(shí)實(shí)在在的讓用戶見到節(jié)能所帶來的效益，原因是它的平均無故障時(shí)間(MTBF)太短，平均每年都會(huì)因?yàn)橐淮喂收隙斐蓽p負(fù)荷發(fā)電、增加油耗等損失將節(jié)能所帶來的經(jīng)濟(jì)效益全部耗盡(極有可能還要倒貼)。
      4. 維修備件費(fèi)用
      為了確保變頻器突發(fā)故障時(shí)生產(chǎn)不受影響，變頻器的備件通常要備的全一些，這樣就造成了資金的占用，而且由于故障的不確定性，經(jīng)常發(fā)生有的備件常年不用。由于電子元件有一定的時(shí)效性，所以過期的備件只能報(bào)廢，造成資金的浪費(fèi)。
      從前面的分析可以看出，無論是眼前的經(jīng)濟(jì)利益，還是從長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)的回報(bào)角度來考慮，永磁耦合器(CiLiOuHeQi)都具有比變頻器優(yōu)越得多的經(jīng)濟(jì)性。
      三、結(jié)論
      無論是從經(jīng)濟(jì)效益還是從生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性來看，采用調(diào)速型永磁耦合器(ASD)調(diào)速方案具有高壓變頻器調(diào)速方案無可比擬的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，是國(guó)內(nèi)發(fā)電廠的最佳應(yīng)用選擇。