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應(yīng)用設(shè)計

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IDrive系列在煤礦行業(yè)的應(yīng)用分析

IDrive系列在煤礦行業(yè)的應(yīng)用分析

  一、前言


  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)濟效益明顯等優(yōu)點,越來越多地被煤炭加工企業(yè)所采用。生產(chǎn)過程中,關(guān)鍵設(shè)備介質(zhì)泵能否實現(xiàn)調(diào)速運轉(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)集團公司,在其中一選煤廠的技改中使用的2臺介質(zhì)泵(介質(zhì)泵參數(shù)詳見表)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)口閘門和分流來滿足入口壓力的要求。這種方法使得介質(zhì)泵運行狀態(tài)變差,泵經(jīng)常工作在臨界狀態(tài)或非工作區(qū)。設(shè)備長期滿負(fù)荷運行,運行振動大,起動時間長,喘振嚴(yán)重,停泵時存在嚴(yán)重的"水錘"作用。工藝設(shè)計中,泵出口未設(shè)閘門,介質(zhì)比重大、濃度高、揚程高,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。運行中多次發(fā)生泵體機封損壞,軸承損壞,甚至發(fā)生過高鉻合金葉輪因溫度過高炸裂,電機起動過程中繞組端部擊穿等現(xiàn)象,對正常生產(chǎn)造成很大影響。要解決這一問題,僅靠切割葉輪外徑和改變?nèi)~輪規(guī)格,用損失富裕揚程的辦法,不能有效地提高運行的經(jīng)濟性(一般設(shè)計時選擇百分之五到百分之十的余量)。因此,只有實現(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

廠家

西安水泵廠

廠家

濟南電機廠

型號

ST-AH-14/12

型號

JLG-75

功率

630kW

功率

630kW

流量

1600M3/h

電壓

6kW

揚程

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無級調(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,需更換電機、電纜、增設(shè)開關(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。
  液力耦合器作為介質(zhì)泵的調(diào)速裝置,具有以下特點: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,啟動轉(zhuǎn)距小,傳動中有功率損失且日常運行費用高、工期長,電機無法實現(xiàn)軟啟動等缺點。
  高壓變頻調(diào)速安裝工期短,運行費用低,可實現(xiàn)閉環(huán)自動控制,技術(shù)含量高且故障率低,可實現(xiàn)一拖二運行并有工頻旁路,因此,運行可靠性高,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系列高壓變頻器對電機進(jìn)行調(diào)速改造。


 

  三、IDrive系列高壓變頻裝置特點


  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,不會引起電機轉(zhuǎn)矩脈動,對電機沒有特殊要求。由于使用移相技術(shù)和二極管整流,在整個調(diào)速范圍內(nèi)功率因數(shù)達(dá)到95%以上,且整機效率≥97%,無需進(jìn)行功率因數(shù)補償。電壓輸入范圍較大,輸入電壓在-20%~15%,頻率在45Hz~55Hz波動范圍內(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大。采用雙電源切換技術(shù),獨特的供電設(shè)計,特有的過電壓保護技術(shù),保證高壓變頻器穩(wěn)定、可靠運行。實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)運轉(zhuǎn)要求嚴(yán)格的環(huán)境中應(yīng)用具有獨到的優(yōu)勢 。                      

  四、設(shè)備運行情況


  現(xiàn)將介質(zhì)泵實際運行數(shù)據(jù),和比例定律計算結(jié)果列表。

運行情況表


  入選煤質(zhì)較差時,變頻器選定47Hz計算其經(jīng)濟效益如下:
  設(shè)備運行時間20h/日,電價按0.40元/kwh計算,年運行300日,年節(jié)約電費為:55×0.4×20×300=13.2萬元
  減少設(shè)備磨損,延長設(shè)備使用壽命約4萬元/年。
  因變頻器可靠性高,減少了維修時間和影響生產(chǎn)時間,保護產(chǎn)品質(zhì)量,其間接效益更為明顯。入選煤質(zhì)好時,采用44赫運行時,投資回收期僅二年。


  五、結(jié)束語


  貴州水城礦業(yè)集團公司通過招標(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行,經(jīng)濟技術(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,實踐證明選擇該方案是成功的。

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