IDrive系列在煤礦行業(yè)的應用分析
重介選煤因其投資少,建設周期短,洗選深度高,產品質量穩(wěn)定,經濟效益明顯等優(yōu)點,越來越多地被煤炭加工企業(yè)所采用。生產過程中,關鍵設備介質泵能否實現調速運轉,使旋流器始終處于合理的工作狀態(tài)而至關重要。
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臺介質泵(介質泵參數詳見表)因工期等原因未配置調速裝置。為保證產品質量,只能靠調節(jié)進口閘門和分流來滿足入口壓力的要求。這種方法使得介質泵運行狀態(tài)變差,泵經常工作在臨界狀態(tài)或非工作區(qū)。設備長期滿負荷運行,運行振動大,起動時間長,喘振嚴重,停泵時存在嚴重的"水錘"作用。工藝設計中,泵出口未設閘門,介質比重大、濃度高、揚程高,泵的工況極差,造成供電設備功耗大、溫升偏高。致使設備磨損加大,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象,對正常生產造成很大影響。要解決這一問題,僅靠切割葉輪外徑和改變葉輪規(guī)格,用損失富裕揚程的辦法,不能有效地提高運行的經濟性(一般設計時選擇百分之五到百分之十的余量)。因此,只有實現介質泵調速,才能滿足工藝的最佳要求
設備參數表 | ||||
介質泵 | 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 |
參數表
二、設備選型
高壓大功率交流鼠籠式異步電機無級調速的方案一般有兩種:
1、變頻調速,該方案又分為直接高-高方式和高-低方式。
2、液力耦合器調速。
現將該設備的三種方案進行技術經濟性比較,以便設備選型。
表2
高-低方式變頻調速與直接高-高方式相比:工期長,需更換電機、電纜、增設開關柜、變壓器等。電氣技術不盡合理,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泵的調速裝置,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,調速范圍有限,效率較低,啟動轉距小,傳動中有功率損失且日常運行費用高、工期長,電機無法實現軟啟動等缺點。
高壓變頻調速安裝工期短,運行費用低,可實現閉環(huán)自動控制,技術含量高且故障率低,可實現一拖二運行并有工頻旁路,因此,運行可靠性高,這也是煤礦生產的重要條件,另外,該設備起動力矩大,滿足工藝要求,適應工況差的環(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的IDrive系列高壓變頻器對電機進行調速改造。
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的IDrive系列變頻器采用多重化的脈寬調制技術,輸出波形為非常完美的正弦波。噪音低,發(fā)熱低,不會引起電機轉矩脈動,對電機沒有特殊要求。由于使用移相技術和二極管整流,在整個調速范圍內功率因數達到95%以上,且整機效率≥97%,無需進行功率因數補償。電壓輸入范圍較大,輸入電壓在-20%~15%,頻率在45Hz~55Hz波動范圍內設備均能正常工作。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,獨特的供電設計,特有的過電壓保護技術,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-高方式的拓樸結構的高壓變頻器在負載連續(xù)運轉要求嚴格的環(huán)境中應用具有獨到的優(yōu)勢 。
四、設備運行情況
現將介質泵實際運行數據,和比例定律計算結果列表。
運行情況表
入選煤質較差時,變頻器選定47Hz計算其經濟效益如下:
設備運行時間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
減少設備磨損,延長設備使用壽命約4萬元/年。
因變頻器可靠性高,減少了維修時間和影響生產時間,保護產品質量,其間接效益更為明顯。入選煤質好時,采用44赫運行時,投資回收期僅二年。
五、結束語
貴州水城礦業(yè)集團公司通過招標,選用了上海億思特電氣股份有限公司生產的高壓變頻器兩套,變頻器安裝后一直投入正常運行,經濟技術效果明顯,極大地改善了介質泵工況,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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億思特電氣推出新產品第二代高壓變頻器IDrive2000系列
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