第34卷第02期煤礦機(jī)械Vol.34No.022013年02月Coal Mine MachineryFeb. 2013基于變頻調(diào)速技術(shù)在選煤廠循環(huán)水泵的改造應(yīng)用張文斌(河南龍宇能源股份有限公司車集選煤廠,河南永城476600)摘要: 為解決選煤廠洗選供水系統(tǒng)的循環(huán)水泵存在能耗高、運(yùn)行效率低等現(xiàn)狀,采用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)循環(huán)水泵實(shí)施變頻技術(shù)改造。經(jīng)實(shí)踐證明,采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能平滑調(diào)速,在節(jié)能上具有極好的效果,而且提高了設(shè)備的安全性能,使選煤廠逐步向節(jié)約型企業(yè)轉(zhuǎn)變,在煤炭行業(yè)上具有很大的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞:變頻調(diào)速;循環(huán)水泵;改造;應(yīng)用中圖分類號(hào): TD442文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào): 1003 - 0794(2013)02 - 0176- 02Based on Variable Frequency Speed Regulation Technique Applied toRenovation of Circulating Water Pump in Coal Preparation PlantZHANG Wen- bin(Cheji Coal Preparation Plant, Henan Longyu Energy Limited by Share Ltd, Yongcheng 476600, China)Abstract: To resolve coal supply system circulating water pump of high energy consumption, runinefficient status quo, uses frequency conversion velocity modulation technology on circulating waterpump application of frequency conversion technology. A proven, uses frequency conversion velocitymodulation technology not only smooth speed regulation, has a very good effect on energy - saving andimprove safety performance of equipment so that gradually shift towards saving enterprises of coalpreparation plant, in coal industry has a very great application value.Key words: frequency conversion speed regulation; circulating pump; transformation; application1問(wèn)題的提出三者均可調(diào)速,但改變電機(jī)轉(zhuǎn)差率會(huì)帶來(lái)較大的轉(zhuǎn)車集選煤廠屬礦井型動(dòng)力煤選煤廠，設(shè)計(jì)處理差損壞,使效率降低,調(diào)速范圍也受到限制。改變電能力為300萬(wàn)t/a, 采用跳汰+浮選聯(lián)合洗選工藝,洗機(jī)的極對(duì)數(shù)相當(dāng)困難,會(huì)使電機(jī)結(jié)構(gòu)變復(fù)雜,不能水系統(tǒng)由循環(huán)水箱循環(huán)水池水泵及管路構(gòu)成,系實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。唯有改變電源頻率的方法,從高速統(tǒng)由2臺(tái)負(fù)荷為185kW同型號(hào)的循環(huán)水泵動(dòng)態(tài)循到低速都可以保持高效率、寬范圍和高精度的調(diào)速環(huán)供應(yīng),一用-備,長(zhǎng)期處于高速運(yùn)行狀態(tài)。性能。考慮到水泵直壓?jiǎn)?dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊大,設(shè)計(jì)安2.2變頻節(jié)能的 可行性裝時(shí)采用了軟啟動(dòng)器啟動(dòng),但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn),水泵的Q-H特性曲線遵循一定的規(guī)律 ,設(shè)水泵水泵的供水能力出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)剩,部分循環(huán)水又從回的正常工作點(diǎn)為A,如圖1所示。流管道返流至循環(huán)水池，不僅易損傷管道及設(shè)備,H↑閥門關(guān)小-管阻特性增加維護(hù)成本,而且水泵運(yùn)行效率低,浪費(fèi)了大量t ^R,閥門全開的電能。從設(shè)備維護(hù)、節(jié)能減排及降本增效來(lái)看,采用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行調(diào)頻技術(shù)改造,實(shí)入額定轉(zhuǎn)速現(xiàn)電機(jī)無(wú)極平滑調(diào)速，獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)|的丫節(jié)速一揚(yáng)程特性效益。Q2水泵變頻調(diào)速的改造與應(yīng)用圖1水泵Q-H特性曲線圖2.1 變頻調(diào)速基本原理當(dāng)水量需求從Q1調(diào)到Q2時(shí)，采用傳統(tǒng)閥門調(diào)根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速節(jié)時(shí),管網(wǎng)特性曲線由R:(閥門全開)變?yōu)镽2(閥門n=60f(1-s )/p關(guān)小),其工作點(diǎn)調(diào)至B點(diǎn),輸出功率為0Q2BH'所式中f-電機(jī)供電頻率;圍成的面積,其功率變化很小,但其效率卻隨之降電機(jī)繞組極對(duì)數(shù); .低。當(dāng)采用中國(guó)煤化工降電機(jī)轉(zhuǎn)速，_電機(jī)轉(zhuǎn)速差。從而改變水HHCNMH G速?gòu)膎(額定.可把調(diào)速方式分為三大類:①改變電機(jī)的轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)速)調(diào)到nat降則，只上TF點(diǎn)變?yōu)镃點(diǎn),使率s;②改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)p;③改變電源的頻率f。其參數(shù)滿足工藝要求，這時(shí)水泵的輸出功率為-176第34卷第02期基于變頻調(diào)速技術(shù)在選煤廠循環(huán)水泵的改造應(yīng)用一張文斌Vol.34No.020Q2CH2所圍成的面積,同時(shí)水泵的效率曲線也隨之3應(yīng)用效果分析平移,仍然工作在高效區(qū)域內(nèi),圖1中陰影部分面采用變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，取代了傳統(tǒng)人積H2CBH2'即為變頻調(diào)速實(shí)際節(jié)約的能耗。工操作的擋板和閥門調(diào)節(jié),避免了機(jī)械部分卡死、2.3變頻調(diào)速改造設(shè)計(jì)擋板銷子脫落等事故發(fā)生，有效提高了設(shè)備運(yùn)行選煤廠洗選加工任務(wù)繁重,生產(chǎn)用水需實(shí)時(shí)循的安全系數(shù)。同時(shí),變頻器具有過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、環(huán)供應(yīng)，考慮到原循環(huán)泵采用- -用一備的供水模欠壓、電源缺相等自動(dòng)保護(hù)功能,對(duì)電機(jī)故障的式，每臺(tái)水泵配置一臺(tái)變頻裝置成本太高,改造費(fèi)切除靈敏度遠(yuǎn)高于原控制回路,可以有效保護(hù)電用大大增加，最終選用了一拖二變頻調(diào)速裝置,變機(jī)頻系統(tǒng)與負(fù)載的一次電氣主接線原理圖如圖2所調(diào)頻改造后，水泵的運(yùn)行頻率平均控制在38~示42Hz,經(jīng)過(guò)電氣車間對(duì)水泵在改造前后的能耗水平進(jìn)行了相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)試,其測(cè)試結(jié)果如表2、表3QS_所示。電機(jī)A表2變頻改造 前測(cè)試數(shù)據(jù)用戶開關(guān)PT8初始記錄數(shù)據(jù)循環(huán)水截止記錄數(shù)據(jù)連續(xù) 設(shè)備運(yùn) 運(yùn)行總用記錄電度表示濃度記錄電度表示生產(chǎn)行頻率電流電專旁邊柜電機(jī)B時(shí)間數(shù)kwh /g-L+_ 時(shí)間 數(shù)kWh 時(shí)間/h /Hz IA kWh20123.26930 2194.3 42 2012327530 4186.8 20 50 280 1 9925圍2一拖二電氣原理圖表3變頻改造 后測(cè)試數(shù)據(jù)由圖2可知，電源經(jīng)用戶輸人真空開關(guān)QF2截止記錄數(shù)據(jù)連續(xù)設(shè)備運(yùn)運(yùn)行總用(QF1) ,通過(guò)變頻裝置進(jìn)線刀閘QS2(QS1)到變頻調(diào)記錄電度表示濃度記電度表示生產(chǎn)行頻率電流電量速裝置,變頻裝置輸出經(jīng)出線刀閘QS3(QS4)送至?xí)r間數(shù)Awh gL+ 時(shí)間數(shù)kwh 時(shí)間hHz IAAW2012417 1530 46013.2 42 20124181130 47387.420 42 220 13742電動(dòng)機(jī)A(B)。由表2、表3可知,在同樣的工作環(huán)境中,循環(huán)此次改造保留了控制柜原有的軟啟動(dòng)裝置,和水泵在投人變頻器控制前、后的單位小時(shí)耗電量分變頻器-起控制電機(jī),軟啟動(dòng)作為工頻旁路備份使別為99.63 kWh、68.71 kWh,運(yùn)行電流下降了N=用。當(dāng)變頻裝置工程檢修時(shí),可手動(dòng)操作刀閘,行程280- 220=60 A,節(jié)能效果達(dá)到了31.03%左右,效果明顯斷電點(diǎn),能夠保證人身安全;當(dāng)變頻裝置出現(xiàn)故障時(shí),也可手動(dòng)操作刀閘,將變頻裝置隔離使負(fù)比較明顯。 選煤廠平均正常生產(chǎn)20 hvd左右,每月按載在工頻電源下正常運(yùn)行,保證生產(chǎn)的安全、持續(xù)開機(jī)30d計(jì)算,1 a可節(jié)約電能20.262 4萬(wàn)kWh,折運(yùn)行。合24.9 t標(biāo)準(zhǔn)煤，工業(yè)電價(jià)平均約0.65元/kWh,則通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),將閥門開度始終保持最大,電節(jié)約電費(fèi)成本13.17萬(wàn)元/a,回收期為270 d。機(jī)變頻裝置設(shè)置最低頻率為38 Hz,主要是考慮到4結(jié)語(yǔ)保證水泵的最小揚(yáng)程滿足選洗水供應(yīng)系統(tǒng)的正常變頻調(diào)速技術(shù)能夠平滑地實(shí)現(xiàn)水泵流量、揚(yáng)程功率需求。為使水泵供水效果更加平穩(wěn),在供水過(guò)程中關(guān)參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的改變而自行改變，很好地滿足現(xiàn)場(chǎng)調(diào)閉了回流閥，采用水位閉環(huán)控制方式,在主廠房循節(jié)流量、揚(yáng)程的需求,不僅降低了電能損耗、減少維環(huán)水箱池內(nèi)壁上安裝液位傳感器,利用變頻器自帶護(hù)成本,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，而且進(jìn)-一步提高了的PID調(diào)節(jié)功能,當(dāng)水位到達(dá)時(shí),變頻器頻率下降，選煤廠自動(dòng)化管理水平,逐步實(shí)現(xiàn)選煤廠向節(jié)約型水泵以低速運(yùn)轉(zhuǎn),水位越高,轉(zhuǎn)速越低,反之,水位企業(yè)的轉(zhuǎn)變。越低,轉(zhuǎn)速越高。同時(shí)將水位信號(hào)傳送給控制柜,使操參考文獻(xiàn):作人員能適時(shí)了解液位狀況。通過(guò)此控制方式保持循[1]夏祥.基于高壓變頻器的煤礦主斜井帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)[J]. 煤礦環(huán)水箱內(nèi)的水總量基本不變，實(shí)現(xiàn)恒量動(dòng)態(tài)平衡。機(jī)槭,2011,32(12):174-176.2.4 設(shè)備配置選型[2]馮浩.變頻調(diào)速技術(shù)在離心泵節(jié)能中的應(yīng)用[J].石油化工設(shè)計(jì),設(shè)備配置如表1所示。2009(3):45- 47.表1變頻調(diào)速配置單[3]章新杰變頰調(diào)速技術(shù)在D100 61離心式鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用名稱規(guī)格型號(hào)女量[J]煤炭工程,2003(7):7-9.西門子變頻器/臺(tái)380 V/185 kW液位傳感器/件.FST700作者簡(jiǎn)介:址塊海出L_ 叻理工程師,2009年智能液位顯示儀/件XMT畢業(yè)于中國(guó)礦中國(guó)煤化工、節(jié)能減排管理,電低壓控制柜/臺(tái)GGD2200子信箱:zwbinroYRCNMHG動(dòng)力電纜/m其他輔助材料:線槽、銅線耳、護(hù)套標(biāo)牌等若干責(zé)任編輯:侯淑華收稿 日期:2012- 08-16-177-