摘 要:当前,国内的火力发电厂锅炉主机,其鼓风机和引风机所采用的调速方式大部分是变频调速。鉴于变频调速在发电厂生产运行中所出现的问题,尤其是电气故障的经常性和不确定性,给各发电厂带来的生产上的隐患,直接影响了生产的连续性、稳定性以及可靠性,也给电厂带来了很大的经济损失。这种损失通常是因为系统故障时,发电机组减负荷发电以及为保证不停炉而使用大量柴油所造成的。而采用大功率调速型磁力耦合器调速方案取代目前的变频器调速方案,则可获得使用变频器调速方案所无可比拟的绝对优势。本文笔者就火力发电厂最为关心的以下四个方面来进行分析比较。
关键词:火力发电厂 磁力耦合器 变频器
一、系统的可靠性
磁力耦合器:磁力耦合器是一个纯机械的产品,性能稳定,对供电电源没有任何要求,且使用中不会对电网产生高次谐波污染(高次谐波的污染对电网产生的危害众所周知,这里不再赘述)。因为不用电,所以其抗电磁干扰能力很强。由于采用磁力耦合器时,电机与负载(引风机)之间的轴连接是非接触式的,因此,负载(引风机)的震动不会传递到电机上;
二是在长期运行中不会产生因为直接的轴连接而带来的轴承、密封的损坏,保证设备的使用。
变频器:尽管变频器(引风机上大部分用的是 6000V 中压变频器)目前技术比较过关,但是作为一个高度复杂的电子设备而言,其运行中故障的不可预见性、不确定性还是有目共睹的。首先其对供电电源有一定的要求,否则,易受电磁干扰而造成变频器设备运行不可靠。在变频器运行当中,其对供电电源产生的高次谐波污染,需要用户采用其他设备(滤波器)来消除,否则,当系统投电容用于提高功率因数操作时,容易产生电气震荡,甚至将上端开关崩掉。另外,由于采用变频器时,电机与负载(引风机)之间的轴连接是接触式的,因此,负载(引风机)的震动将传递到电击上;也正是由于轴连接是接触式(“对中”精度要求高且难于做到)的,所在长期运行中,容易受工况和使用环境的变化而带来轴承、密封的损坏,影响设备的使用。
二、长期运行的稳定性
磁力耦合器:磁力耦合器具有机械结构简单,一旦安装完成投入使用,基本不受使用环境的干扰和影响,运行稳定可靠。根据其他电厂的使用情况(在美国的火力发电厂,其最长的连续使用时间已达六年,理论上可以达到 30 年的寿命),磁力耦合器表现了优越的长期运行稳定性。而作为纯机械设备,其可能的运行故障是可预见的,不会因为突发故障而给用户带来措手不及的事故。
变频器:变频器是一个复杂的电子系统,安装完成投入使用后,易受使用环境的干扰和影响,难于保证其运行稳定可靠。根据多数火力发电厂的使用情况调查,变频器在使用过程中,平均每年都要发生一次故障,长期运行稳定性很差。而作为复杂的电子设备,其运行故障是不可预见的,它会因为突发故障而给用户带来措手不及的事故。
三、初始安装及日后的可维护性
磁力耦合器:结构简单,电机与负载的轴连接是接触式的,对中精度要求低,安装调快捷。由于是纯机械设备,无复杂电设备,因此,日后的可维护性提高了,使真有机械故障发生,电厂的机务人员将会快速确定故障原因,并迅速自行解决故障,不必请专业公司的人来维修。其使用寿命可达30年;
变频器:变频器是复杂的电子设备,且电机与负载的轴连接是接触式的,对中精度要求高,安装调试费时费力。正因为变频器是复杂的电子设备,所以,日后的可维护性变难了,一旦有电气故障发生(经常性的、不可预见性的),电厂的机务人员将难于快速确定故障原因,不可能迅速自行解决故障,只能由变频器生产厂家或专业的公司派人修理。更难说其保证快速修复,不影响生产了。变频器的使用寿命最长也不过7到10年,这是广大用户所有目共睹的。
四、经济性分析
磁力耦合器:初始投资:磁力耦合器的初始投资与变频器的投资旗鼓相当;维护费用:由于磁力耦合器基本上是免维护的,所以维护费用几乎为0;故障造成的经济损失:尽管磁力耦合器与变频器都是节能设备,但是,磁力耦合器是实实在在的让用户见到节能所带来的效益,原因是它的平均无故障时间(MTBF)比变频器要长很多,不会因为一次故障所造成的减负荷发电、增加柴油消耗等损失将节能所带来的节能效益全部耗尽(极有可能还要倒贴)。维修备件费用:因为磁力耦合器基本上是免维护的,所以维修备件费用也几乎为0.
中压变频器:初始投资:变频器的初始投资与磁力耦合器的投资旗鼓相当;维护费用:平均每年都要有一次,每次的维护换件、人工费用价值不菲。且由于其故障的不确定性,给生产造成的损失也更大。故障造成的经济损失:虽然变频器也是节能设备,但是,变频器却不能实实在在的让用户见到节能所带来的效益,原因是它的平均无故障时间(MTBF)太短,平均每年都会因为一次故障而造成减负荷发电、增加油耗等损失将节能所带来的经济效益全部耗尽(极有可能还要倒贴)。维护备件费用:为了确保变频器突发故障时生产不受影响,变频器的备件通常要备的很全,这样就造成了资金的占用,而且由于故障的不确定性,经常发生有的备件常年不用,由于电子元件有一定的时效性,所以过期的备件只能报废,造成资金的浪费。
结论
无论是从经济效益还是从生产的安全稳定性来看,采用调速型磁力耦合器调速方案具有变频器调速方案无可比拟的绝对优势。是国内发电厂及其它应用调速设备厂家的最佳应用选择。
永磁调速器主要性能特点:
1. 节能效果:25%~66%
2. 维护工作量小,几乎是免维护产品,维护费用极低。
3. 允许有较大的安装对中误差(最大可为 5mm),大大简化了安装调试过程。
4. 具有过载保护功能,从而提高了整个系统的可靠性,完全消除了系统因过载而导致的损坏。
5. 提高电机的启动能力,减少冲击和振动,协调多机驱动的负荷分配。
6. 调速型可在电机转速基本不变的情况下实现输出转速的无级调节。
7. .使用寿命长,设计寿命为 30 年。并可延长系统中零部件的使用寿命。
8. .易于实现遥控和自动控制,过程控制精确高。
9. 结构简单,适应各种恶劣环境。对环境友好,不产生污染物,不产生谐波。体积小,安装方便。
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磁力传动技术并非只是简单的利用磁体的同性相斥、异性相吸作用,它是传动技术、材料技术、制造技术的集成。世界一流的专业生产厂,他们的产品在世界享有声誉,以至于我们无法仿制,其原因就在如此。21世纪制造技术不但将继续制造常轨条件下运行的机器与设备,而且将制造出极端环境下运行的设备。(磁力耦合器产品资料网)