熱電廠變頻和液力耦合器性能對比

?隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大,變頻裝置也逐漸進(jìn)入各電廠角落。筆者結(jié)合相關(guān)資料簡析變頻裝置與液力耦合器對比優(yōu)劣
變頻裝置和液力耦合器性能比較如下: (1)?調(diào)速范圍?高壓變頻器調(diào)速范圍寬,達(dá)到10:1以上,甚至達(dá)到100:1以上;而調(diào)速型液力耦合器的調(diào)速范圍最大為4:1。
(2)?調(diào)速精度?高壓變頻器調(diào)速精度達(dá)到0.1Hz,而且穩(wěn)定性高,這是一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。調(diào)速精度高、穩(wěn)定性高,意味著所傳動的風(fēng)機(jī)(水泵)的壓力和風(fēng)量(流量)穩(wěn)定,這對于穩(wěn)定生產(chǎn)工藝過程是很重要的,例如:對火力發(fā)電廠的鍋爐輔機(jī)(引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給水泵等)都需保持壓力的恒定,高壓變頻器能夠滿足這個(gè)要求。液力耦合器調(diào)速精度差,轉(zhuǎn)速波動大,例如某火力發(fā)電廠的給水泵采用進(jìn)口的液力耦合器調(diào)速,轉(zhuǎn)速經(jīng)常在5100~5400r/min之間波動,使給水泵的壓力波動大,給發(fā)電機(jī)生產(chǎn)帶來了不利影響?難以保證穩(wěn)定生產(chǎn)。
(3)?效率?高壓變頻器效率高,無轉(zhuǎn)差損耗,其效率達(dá)0.95以上,并且不隨調(diào)速的范圍而變化。液力耦合器效率低,其效率與調(diào)速比成正比,負(fù)載的轉(zhuǎn)速越低,其效率越低,圖1所示為液力耦合器的效率曲線。?圖1?液力耦合器的效率曲線?液力耦合器屬轉(zhuǎn)差損耗型調(diào)速,是低效調(diào)速設(shè)備,在調(diào)速的過程中轉(zhuǎn)差功率以熱能的形式損耗在油中。這不僅消耗了能量,而且使液力耦合器油溫升高,為此必須采取妥善的冷卻方式,特別是在環(huán)境溫度較高的場合應(yīng)用,對冷卻的要求更高。例如某發(fā)電廠的給水泵的液力耦合器在夏季不得不采取不間斷的沖水冷卻等措施,即使如此,有時(shí)仍會因溫度過高,威脅到液力耦合器安全時(shí),不得不停機(jī),以使溫度降下來。?
(4)?額定轉(zhuǎn)差率?高壓變頻器沒有轉(zhuǎn)差率問題,負(fù)載與電動機(jī)同軸,電機(jī)能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,即電機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載轉(zhuǎn)速相同?能達(dá)到額定壓力和額定風(fēng)量(流量)。在電機(jī)結(jié)構(gòu)允許的情況下,還可以超過額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。液力耦合器由于是柔性連接,存在著固定的轉(zhuǎn)差率,即液力耦合器的轉(zhuǎn)差率≥3%,所以,負(fù)載的轉(zhuǎn)速不可能達(dá)到電機(jī)的轉(zhuǎn)速,最高只能達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)速的97%,因此負(fù)載(風(fēng)機(jī)、水泵等)就不能達(dá)到額定輸出,其壓力最高只能達(dá)到額定壓力的94%,而風(fēng)量(流量)最高只能到額定值的91%左右。

(5)?起動性能?高壓變頻器具有真正意義上的軟起動功能,它可以使起動電流值保持在額定電流以內(nèi),不會對電網(wǎng)造成沖擊,也不會對所傳動的風(fēng)機(jī)、泵類的機(jī)械設(shè)備帶來沖擊,是最理想的軟啟動設(shè)備。液力耦合器屬于直接起動類型,電動機(jī)的起動電流約為額定電流的4~7倍,對電網(wǎng)造成沖擊,特別是在電網(wǎng)容量受限而電機(jī)容量較大時(shí),這種直接起動對電網(wǎng)所造成的沖擊有時(shí)是不允許的。
(6)?可靠性?調(diào)速設(shè)備的可靠性是客戶最關(guān)心的、最基本的、也是最主要的指標(biāo)之一,它是能否保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)。高壓變頻器的可靠性高,故障率低,這在許多高壓變頻器應(yīng)用中得到證實(shí)。而液力耦合器則可靠性差,特別是漏油和打壞齒輪等。
(7)?維修工作量?高壓變頻器由于可靠性高,故障率低而使其維修量少,據(jù)某電廠反映,給水泵采用的進(jìn)口液力耦合器維修工作量僅打壞齒輪一項(xiàng)就需維修費(fèi)30余萬元。當(dāng)然,這也可能僅是個(gè)別的例子。但總的來看液力耦合器的維修工作量大于高壓變頻器的維修工作量。
(8)?故障情況下對生產(chǎn)的影響?在調(diào)速設(shè)備一旦發(fā)生故障時(shí)對生產(chǎn)會有什么影響,也是用戶關(guān)心的一個(gè)問題。高壓變頻器一旦發(fā)生故障,則可立即切出,并切換到工頻電源上,使負(fù)載(風(fēng)機(jī)、水泵等)能保持連續(xù)運(yùn)行。液力耦合器由于連接在電機(jī)和風(fēng)機(jī)之間,一旦液力耦合器出了故障,負(fù)載便不能運(yùn)行,不能保證生產(chǎn)的連續(xù)性。
(9)?設(shè)備的利用率?即是否能夠充分的利用調(diào)速設(shè)備。高壓變頻器可以一機(jī)多用,即一臺高壓變頻器可以通過開關(guān)切換設(shè)備控制幾臺高壓電機(jī)的運(yùn)行。液力耦合器只能一機(jī)一用,一臺液力耦合器只能供一臺負(fù)載使用。
(10)?功率因數(shù)?高壓變頻器由于采用二極管整流,可以保證電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)在0.95以上。液力耦合器調(diào)速則使電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)降低,因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的電機(jī)的裕量都較大,輸入電流中無功分量就越大,導(dǎo)致其在低功率因數(shù)下運(yùn)行。?(11)?價(jià)格?價(jià)格的高低是客戶關(guān)心的重要指標(biāo)之一。高壓變頻器的價(jià)格貴,液力耦合器價(jià)格便宜,這是液力耦合器與高壓變頻器相比的主要優(yōu)勢之一。
(12)?占地面積?高壓變頻器設(shè)備占地面積較大,它包括變頻器本身和與之配套的設(shè)備,但它可分散安裝在控制室(如變頻器)或室外(如變壓器);?液力耦合器占地面積小,但它必須安裝在電機(jī)和負(fù)載之間并與之同軸,需作基礎(chǔ)固定。
