变频器会被永磁耦合器取代吗？

点击量：2096   日期：2019-07-02       一、背景

      当前，国内的火力发电厂锅炉主机，其大功率鼓风机和引风机所采用的调速方式大部分是变频调速。鉴于变频调速器在发电厂生产运行中所出现的问题，尤其是变频设备故障的不确定性，给各发电厂生产上带来了隐患，直接影响了生产运行的连续性、稳定性以及可靠性;也给电厂带来了较大的经济损失，这种损失通常是因为电气设备故障时，促使发电机组减负荷或处理不及时造成停炉、停机。而采用大功率调速型永磁耦合器(ASD)调速方案取代目前的变频器调速方案(即改变间接控制到直接控制形式)，则可获得使用变频器调速方案所无可比拟的绝对优势。

      二、分析比较
      我们就火力发电厂最为关心的以下四个方面来进行分析比较：
      (一) 系统的可靠性
     永磁耦合器(CiLiOuHeQi)
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)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，所以不存在电磁干扰问题。
      高压变频器
      尽管变频器(引风机上大部分用的是6000V或10000V高压变频器)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。首先对环境的要求十分苛刻，专用房间要密封、防尘，夏季要有空调来保持设备正常运行所要求的温度，辅助设施投入较大。其次对供电电源有一定的要求，电子设备易受电磁干扰会造成变频器设备运行的不可靠。同时在变频器运行时，对电源系统也会产生高次谐波污染，破坏电网的质量，严重时甚至影响电子设备的稳定运行，需要用户采用其他设备(滤波器)来消除。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，不具备减少轴承、密封损坏的优点。
      (二) 长期运行的稳定性
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)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。因为不用电，所以不存在电磁干扰问题。由于采用永磁耦合器(CiLiOuHeQi)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;也正是由于轴连接是非接触式的，所以带来了两方面的好处，一是安装时“对中”要求低;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。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，理论寿命30年)，永磁耦合器(CiLiOuHeQi)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。
      高压变频器
      变频器的核心是一个复杂的电子设备，安装完成投入运行后，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
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)
      结构简单，电机与负载的轴连接是非接触式的，对中精度要求低，安装调试快捷。由于是纯机械设备，无复杂电子设备;经简单培训后，电厂的机务人员或电气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。
      中压变频器
      变频器是复杂的电子设备，一旦有电气故障发生(经常性的、不可预见性的)，电厂的机务人员或电气人员将难于快速确定故障原因，并涉及备件的更换，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，难以保证快速修复，不影响生产。变频器的使用寿命最长也不过7到10年。
      (四) 经济性分析
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)
      1. 初始投资
      永磁耦合器(CiLiOuHeQi)的初始投资与变频器的投资目前大致相同;
      2. 维护费用
      由于永磁耦合器(CiLiOuHeQi)基本上是免维护的，所以维护费用几乎为0;
      3. 故障造成的经济损失
      尽管永磁耦合器(CiLiOuHeQi)与变频器都是节能设备，但是，永磁耦合器(CiLiOuHeQi)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，所以不会因为一次故障所造成的减负荷发电，将节能所带来的节能效益全部耗尽。
      4. 维修备件费用
      因为永磁耦合器(CiLiOuHeQi)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
      1. 初始投资
      变频器的初始投资与永磁耦合器(CiLiOuHeQi)的投资旗鼓相当;
      2. 维护费用
      平均每年都要有一次故障，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。
      3. 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)。
      4. 维修备件费用
      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全一些，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。
      从前面的分析可以看出，无论是眼前的经济利益，还是从长远经济的回报角度来考虑，永磁耦合器(CiLiOuHeQi)都具有比变频器优越得多的经济性。
      三、结论
      无论是从经济效益还是从生产的安全稳定性来看，采用调速型永磁耦合器(ASD)调速方案具有高压变频器调速方案无可比拟的绝对优势，是国内发电厂的最佳应用选择。