IDrive系列在煤礦行業(yè)的應(yīng)用分析
重介選煤因其投資少,建設(shè)周期短,洗選深度高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多地被煤炭加工企業(yè)所采用。生產(chǎn)過(guò)程中,關(guān)鍵設(shè)備介質(zhì)泵能否實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn),使旋流器始終處于合理的工作狀態(tài)而至關(guān)重要。
貴州水城礦業(yè)集團(tuán)公司,在其中一選煤廠的技改中使用的2臺(tái)介質(zhì)泵(介質(zhì)泵參數(shù)詳見(jiàn)表)因工期等原因未配置調(diào)速裝置。為保證產(chǎn)品質(zhì)量,只能靠調(diào)節(jié)進(jìn)口閘門(mén)和分流來(lái)滿足入口壓力的要求。這種方法使得介質(zhì)泵運(yùn)行狀態(tài)變差,泵經(jīng)常工作在臨界狀態(tài)或非工作區(qū)。設(shè)備長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行,運(yùn)行振動(dòng)大,起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),喘振嚴(yán)重,停泵時(shí)存在嚴(yán)重的"水錘"作用。工藝設(shè)計(jì)中,泵出口未設(shè)閘門(mén),介質(zhì)比重大、濃度高、揚(yáng)程高,泵的工況極差,造成供電設(shè)備功耗大、溫升偏高。致使設(shè)備磨損加大,維修量增加。運(yùn)行中多次發(fā)生泵體機(jī)封損壞,軸承損壞,甚至發(fā)生過(guò)高鉻合金葉輪因溫度過(guò)高炸裂,電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中繞組端部擊穿等現(xiàn)象,對(duì)正常生產(chǎn)造成很大影響。要解決這一問(wèn)題,僅靠切割葉輪外徑和改變?nèi)~輪規(guī)格,用損失富裕揚(yáng)程的辦法,不能有效地提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性(一般設(shè)計(jì)時(shí)選擇百分之五到百分之十的余量)。因此,只有實(shí)現(xiàn)介質(zhì)泵調(diào)速,才能滿足工藝的最佳要求
設(shè)備參數(shù)表 | ||||
介質(zhì)泵 | 電機(jī) | |||
廠家 | 西安水泵廠 | 廠家 | 濟(jì)南電機(jī)廠 | |
型號(hào) | ST-AH-14/12 | 型號(hào) | JLG-75 | |
功率 | 630kW | 功率 | 630kW | |
流量 | 1600M3/h | 電壓 | 6kW | |
揚(yáng)程 | 60M | 電流 | 75A |
參數(shù)表
二、設(shè)備選型
高壓大功率交流鼠籠式異步電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的方案一般有兩種:
1、變頻調(diào)速,該方案又分為直接高-高方式和高-低方式。
2、液力耦合器調(diào)速。
現(xiàn)將該設(shè)備的三種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較,以便設(shè)備選型。
表2
高-低方式變頻調(diào)速與直接高-高方式相比:工期長(zhǎng),需更換電機(jī)、電纜、增設(shè)開(kāi)關(guān)柜、變壓器等。電氣技術(shù)不盡合理,初投資較高,因此,適用于較小功率電機(jī)。
液力耦合器作為介質(zhì)泵的調(diào)速裝置,具有以下特點(diǎn):初投資較少,能吸收沖擊和隔離扭振,撓性聯(lián)接,允許主、從動(dòng)軸之間有較大的安裝誤差。但耦合器也具有檢修工作量大,調(diào)速范圍有限,效率較低,啟動(dòng)轉(zhuǎn)距小,傳動(dòng)中有功率損失且日常運(yùn)行費(fèi)用高、工期長(zhǎng),電機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)等缺點(diǎn)。
高壓變頻調(diào)速安裝工期短,運(yùn)行費(fèi)用低,可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制,技術(shù)含量高且故障率低,可實(shí)現(xiàn)一拖二運(yùn)行并有工頻旁路,因此,運(yùn)行可靠性高,這也是煤礦生產(chǎn)的重要條件,另外,該設(shè)備起動(dòng)力矩大,滿足工藝要求,適應(yīng)工況差的環(huán)境條件。但這一方案初投資高。
綜合各種因素,因此我們決定使用上海億思特生產(chǎn)的IDrive系列高壓變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速改造。
三、IDrive系列高壓變頻裝置特點(diǎn)
上海億思特電氣股份有限公司生產(chǎn)的IDrive系列變頻器采用多重化的脈寬調(diào)制技術(shù),輸出波形為非常完美的正弦波。噪音低,發(fā)熱低,不會(huì)引起電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),對(duì)電機(jī)沒(méi)有特殊要求。由于使用移相技術(shù)和二極管整流,在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)功率因數(shù)達(dá)到95%以上,且整機(jī)效率≥97%,無(wú)需進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償。電壓輸入范圍較大,輸入電壓在-20%~15%,頻率在45Hz~55Hz波動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)備均能正常工作。采用間SPWM控制方式,單元疊波輸出,有效抑制輸出諧波含量,避免輸出共模電壓過(guò)大。采用雙電源切換技術(shù),獨(dú)特的供電設(shè)計(jì),特有的過(guò)電壓保護(hù)技術(shù),保證高壓變頻器穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。實(shí)踐證明采用單元串聯(lián)、直接高-高方式的拓樸結(jié)構(gòu)的高壓變頻器在負(fù)載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)要求嚴(yán)格的環(huán)境中應(yīng)用具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì) 。
四、設(shè)備運(yùn)行情況
現(xiàn)將介質(zhì)泵實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù),和比例定律計(jì)算結(jié)果列表。
運(yùn)行情況表
入選煤質(zhì)較差時(shí),變頻器選定47Hz計(jì)算其經(jīng)濟(jì)效益如下:
設(shè)備運(yùn)行時(shí)間20h/日,電價(jià)按0.40元/kwh計(jì)算,年運(yùn)行300日,年節(jié)約電費(fèi)為:55×0.4×20×300=13.2萬(wàn)元
減少設(shè)備磨損,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命約4萬(wàn)元/年。
因變頻器可靠性高,減少了維修時(shí)間和影響生產(chǎn)時(shí)間,保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量,其間接效益更為明顯。入選煤質(zhì)好時(shí),采用44赫運(yùn)行時(shí),投資回收期僅二年。
五、結(jié)束語(yǔ)
貴州水城礦業(yè)集團(tuán)公司通過(guò)招標(biāo),選用了上海億思特電氣股份有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器兩套,變頻器安裝后一直投入正常運(yùn)行,經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果明顯,極大地改善了介質(zhì)泵工況,滿足了工藝的要求,實(shí)踐證明選擇該方案是成功的。

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億思特電氣推出新產(chǎn)品第二代高壓變頻器IDrive2000系列
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