基于变频调速技术在选煤厂循环水泵的改造应用

第34卷第02期煤矿机械Vol.34No.022013年02月Coal Mine MachineryFeb. 2013基于变频调速技术在选煤厂循环水泵的改造应用张文斌(河南龙宇能源股份有限公司车集选煤厂,河南永城476600)摘要: 为解决选煤厂洗选供水系统的循环水泵存在能耗高、运行效率低等现状,采用变频调速技术对循环水泵实施变频技术改造。经实践证明,采用变频调速技术不仅能平滑调速,在节能上具有极好的效果,而且提高了设备的安全性能,使选煤厂逐步向节约型企业转变,在煤炭行业上具有很大的应用价值。关键词:变频调速;循环水泵;改造;应用中图分类号: TD442文献标志码: A文章编号: 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问题的提出三者均可调速,但改变电机转差率会带来较大的转车集选煤厂属矿井型动力煤选煤厂，设计处理差损坏,使效率降低,调速范围也受到限制。改变电能力为300万t/a, 采用跳汰+浮选联合洗选工艺,洗机的极对数相当困难,会使电机结构变复杂,不能水系统由循环水箱循环水池水泵及管路构成,系实现无极调速。唯有改变电源频率的方法,从高速统由2台负荷为185kW同型号的循环水泵动态循到低速都可以保持高效率、宽范围和高精度的调速环供应,一用-备,长期处于高速运行状态。性能。考虑到水泵直压启动对电网的冲击大,设计安2.2变频节能的 可行性装时采用了软启动器启动,但在实际使用中发现,水泵的Q-H特性曲线遵循一定的规律 ,设水泵水泵的供水能力出现严重过剩,部分循环水又从回的正常工作点为A,如图1所示。流管道返流至循环水池，不仅易损伤管道及设备,H↑阀门关小-管阻特性增加维护成本,而且水泵运行效率低,浪费了大量t ^R,阀门全开的电能。从设备维护、节能减排及降本增效来看,采用变频调速技术对循环水泵进行调频技术改造,实入额定转速现电机无极平滑调速，获得极大的经济效益和社会|的丫节速一扬程特性效益。Q2水泵变频调速的改造与应用图1水泵Q-H特性曲线图2.1 变频调速基本原理当水量需求从Q1调到Q2时，采用传统阀门调根据交流电动机的转速节时,管网特性曲线由R:(阀门全开)变为R2(阀门n=60f(1-s )/p关小),其工作点调至B点,输出功率为0Q2BH'所式中f-电机供电频率;围成的面积,其功率变化很小,但其效率却随之降电机绕组极对数; .低。当采用中国煤化工降电机转速，_电机转速差。从而改变水HHCNMH G速从n(额定.可把调速方式分为三大类:①改变电机的转差转速)调到nat降则，只上TF点变为C点,使率s;②改变电机的极对数p;③改变电源的频率f。其参数满足工艺要求，这时水泵的输出功率为-176第34卷第02期基于变频调速技术在选煤厂循环水泵的改造应用一张文斌Vol.34No.020Q2CH2所围成的面积,同时水泵的效率曲线也随之3应用效果分析平移,仍然工作在高效区域内,图1中阴影部分面采用变频器控制电机的转速，取代了传统人积H2CBH2'即为变频调速实际节约的能耗。工操作的挡板和阀门调节,避免了机械部分卡死、2.3变频调速改造设计挡板销子脱落等事故发生，有效提高了设备运行选煤厂洗选加工任务繁重,生产用水需实时循的安全系数。同时,变频器具有过载、过压、过流、环供应，考虑到原循环泵采用- -用一备的供水模欠压、电源缺相等自动保护功能,对电机故障的式，每台水泵配置一台变频装置成本太高,改造费切除灵敏度远高于原控制回路,可以有效保护电用大大增加，最终选用了一拖二变频调速装置,变机频系统与负载的一次电气主接线原理图如图2所调频改造后，水泵的运行频率平均控制在38~示42Hz,经过电气车间对水泵在改造前后的能耗水平进行了相关数据测试,其测试结果如表2、表3QS_所示。电机A表2变频改造 前测试数据用户开关PT8初始记录数据循环水截止记录数据连续 设备运 运行总用记录电度表示浓度记录电度表示生产行频率电流电专旁边柜电机B时间数kwh /g-L+_ 时间 数kWh 时间/h /Hz IA kWh20123.26930 2194.3 42 2012327530 4186.8 20 50 280 1 9925围2一拖二电气原理图表3变频改造 后测试数据由图2可知，电源经用户输人真空开关QF2截止记录数据连续设备运运行总用(QF1) ,通过变频装置进线刀闸QS2(QS1)到变频调记录电度表示浓度记电度表示生产行频率电流电量速装置,变频装置输出经出线刀闸QS3(QS4)送至时间数Awh gL+ 时间数kwh 时间hHz IAAW2012417 1530 46013.2 42 20124181130 47387.420 42 220 13742电动机A(B)。由表2、表3可知,在同样的工作环境中,循环此次改造保留了控制柜原有的软启动装置,和水泵在投人变频器控制前、后的单位小时耗电量分变频器-起控制电机,软启动作为工频旁路备份使别为99.63 kWh、68.71 kWh,运行电流下降了N=用。当变频装置工程检修时,可手动操作刀闸,行程280- 220=60 A,节能效果达到了31.03%左右,效果明显断电点,能够保证人身安全;当变频装置出现故障时,也可手动操作刀闸,将变频装置隔离使负比较明显。 选煤厂平均正常生产20 hvd左右,每月按载在工频电源下正常运行,保证生产的安全、持续开机30d计算,1 a可节约电能20.262 4万kWh,折运行。合24.9 t标准煤，工业电价平均约0.65元/kWh,则通过现场试验,将阀门开度始终保持最大,电节约电费成本13.17万元/a,回收期为270 d。机变频装置设置最低频率为38 Hz,主要是考虑到4结语保证水泵的最小扬程满足选洗水供应系统的正常变频调速技术能够平滑地实现水泵流量、扬程功率需求。为使水泵供水效果更加平稳,在供水过程中关参数随转速的改变而自行改变，很好地满足现场调闭了回流阀，采用水位闭环控制方式,在主厂房循节流量、扬程的需求,不仅降低了电能损耗、减少维环水箱池内壁上安装液位传感器,利用变频器自带护成本,延长设备的使用寿命，而且进-一步提高了的PID调节功能,当水位到达时,变频器频率下降，选煤厂自动化管理水平,逐步实现选煤厂向节约型水泵以低速运转,水位越高,转速越低,反之,水位企业的转变。越低,转速越高。同时将水位信号传送给控制柜,使操参考文献:作人员能适时了解液位状况。通过此控制方式保持循[1]夏祥.基于高压变频器的煤矿主斜井带式输送机电控系统[J]. 煤矿环水箱内的水总量基本不变，实现恒量动态平衡。机槭,2011,32(12):174-176.2.4 设备配置选型[2]冯浩.变频调速技术在离心泵节能中的应用[J].石油化工设计,设备配置如表1所示。2009(3):45- 47.表1变频调速配置单[3]章新杰变颊调速技术在D100 61离心式鼓风机控制系统的应用名称规格型号女量[J]煤炭工程,2003(7):7-9.西门子变频器/台380 V/185 kW液位传感器/件.FST700作者简介:址块海出L_ 叻理工程师,2009年智能液位显示仪/件XMT毕业于中国矿中国煤化工、节能减排管理,电低压控制柜/台GGD2200子信箱:zwbinroYRCNMHG动力电缆/m其他辅助材料:线槽、铜线耳、护套标牌等若干责任编辑:侯淑华收稿 日期:2012- 08-16-177-