变频器在选煤厂的应用

变频器在选煤厂的应用乌东选煤厂年产600万吨，采用重介选煤工艺，洗选深度高，产品质量稳定。生产过和中，很多设备在运行中参数和变化不定的，如给煤机、水泵、胶带机、加药装置等；合理的改变这些参数，可以最大程度地提高生产效率，降低生产成本。我厂在关键位置，重要及大型设备大多采用变频调速控制来实现对现场不同需求进行调整，最大程度满足生产工艺需求，降低能耗。首先说分析一下变频器理及特点：原理：变频器主电路采用可控硅三相桥式整流，经滤波器滤波后输出稳定的直流电压，逆变器将稳定的直流电压逆变成即可调压又可调频的三相交流电源，实现调节电机转速的目的。特点：1、机械性能好，启动转矩大，启动电流小且运行平稳，可以大大减少大功率电动机启动时对交流电网的冲击。2、调速范围广，可实现平滑无极调速，精度高达0．5％，频率变化范围大，能广泛适应各种生产环节的需要。3、节能效果显著，理论上节能可达30％以上。4、变频器留有各种标准接口，便于与压力、液位、流量传感器及微机系统连接，实现自动控制。5、变频器安装容易、调试方便、操作简单。一、变频器在我厂水泵中的应用321、322合格介质泵序号编号厂家型号功率流量1321、322合格介质泵施耐德ATV71HC25Y220KW1220m3/h2324、325稀介泵施耐德ATV71HD75Y75KW340m3/h3327、328煤泥泵施耐德ATV71HD90Y90KW450m3/h4609、611底流煤泥泵施耐德ATV71HD45Y45KW142m3/h5402、403煤泥入料泵施耐德ATV71HD90Y75KW160m3/h6619、620加药泵西门子MICROMASTER4409KW5000L/H7608低压清扫水泵富凌DF-BK2251KW120m3/h选煤生产中，重介浅槽的上升流和水平流合成的溢流龙为重要，是重介选煤工艺正常生产的前提。为保证煤质，321、322合格介质泵所供应的流量应根据现场溢流及煤质情况在一定范围内进行调整，通过调整电机转速来满足工艺发需求。如溢流过大，原煤未经过悬浮主被溢流带走，造成煤中带矸；溢流过小，原煤还未被悬浮液冲走就后续的原煤压下去，造成矸中带煤，给生产造成麻烦。为提高介质利用效率及介质回收率，324、325稀介泵打到磁先机的溢流是重要指标。溢流过大，磁先机无能力处理，介质回收不充分介质白白浪费，跑介严重的话，影响整个介质循环，造成整个生产系统异常，需要不断付出补充介质；溢流过小，磁先机得不到有效利用，并且处理量不能上调，造成稀介桶液位上长升，不利用整个系统正常动作。因此通过修改324、235稀介泵的设定值改变变频器频率输出，改变电机转速，实现调整给料量，实现介质回收和工艺需求的最大化。煤泥水通过旋流器进入浓缩池，旋流器入料压力为0.1-0.15Mpa,旋流器正常分离功能是建立在327、328煤泥泵入料稳定且可控的。煤泥泵入料压力必须保证在正常入料压力，入料压力过大，造成大量大颗粒煤泥进入浓缩池，给浓缩池带来巨大压力；入料压力过小，旋流器未起作用，煤泥直接进入下级弧形筛，造成下一级设备不能正常工作。另外整个系统煤泥较多时，327、328煤泥泵应在正常工作的前提下加大入料量，避免煤泥桶溢桶，保证整个系统正常工作。609、611、402、403煤泥入料泵在浓度大时，提供给压滤机的入料压力小，反之则减小。通过调整电机转速来使系统正常运转。609、611还为335、336筛网沉降离心机提供入料保证，335、336对入料压力和连续性有更高的要求，压力正常和持续性满足生产工艺，则效率最大化，反之降低整个生产效率并且不能保证生产质量。变频器可以根据现场仪表和传感器组成控制网络，及时对现场工艺参数改变而改变，使生产更加稳定合理。608低压清扫水泵是我厂恒压供水系统的重要组成部分，我厂供水点多，供水距离远，供水不连续，变频自动可调的清扫水泵与仪表及传感器控制可满足这种供水情况。当用水量大时，变频器接收传感器的信号加大输出，保证供水；当用量逐渐减小时，608逐渐减速并逐个停泵。这种工作方式有效的保证供水，并最大限度的保护了电机和辅助设备。当采用工频供水时，当用水量下降时，且全厂在低用水量时，电机所受阻力大，电流大，一直在这种情况下工作，电机就有烧坏的危险；阀门和管道及辅助设备所受的冲击也越大，减少了使用寿命。加药系统是处理浓缩池的重要设备，且要求严格，不容出错。619阳离子加药装置和620阴离子加药装置通过现场仪表传感器和下一级设备的处理能力，得出煤泥水浓度、沉降速度、处理量，在一定时间内可控地加入一定量的药剂，并对加入后药剂产生的结果再一步修正，对下一步加药进行调整。而保证整人加药环节的可控正是通过这两组变频调速系统来完成的。浓缩池底流处理，是根据煤泥水浓度、沉降速度、处理能力加入适量的药剂，符合生产工艺要求，将底流进行循环处理。药剂加入速度过慢，浓缩池煤泥水来不及沉降，造成跑黑，沉降速度过慢，底流泵不能正常处理，使全厂水循环不能正常进行，影响整个生产系统；加入过快，沉降速度太快，煤泥在底部取积，底流泵处理不及，将造成严重后果，如底流泵管道堵塞、压耙能事故，中断整个生产。水泵使用变频器有利于保证产品质量，改变以往靠调节进口闸门和分流来满足入口压力的要求。这种方法使得介质泵运行状态变优，泵可以根据工作实际情况实现无级调速，设备可以轻负荷运行，运行振动小，起动时间短，启动电流小，没有喘振，停泵时不存在严重的水锤作用。工艺设计中如不使用变频调速，由于介质比重大、浓度高、扬程高，泵的工况极差，造成供电设备功耗大、温升偏高。致使设备磨损加大，维修量增加。运行中多次发生泵体机封损坏，轴承损坏，对正常生产造成很大影响。要解决这一问题，仅靠切割叶轮外径和改变叶轮规格，用损失富裕扬程的办法，不能有效地提高运行的经济性（一般设计时选择百分之五到百分之十的裕量）。因此，只有实现水泵调速，才能满足工艺的最佳要求。泵类在设计选型时大多是根据最大需用量来选择的，通常还要预留一定的余量，实际应用中许多泵的流量需根据不同的需求随时调整变化。目前，泵流量的控制方法有两种：驱动变频调速和调节出料阀门开度。一直以来，该厂生产控制的，这种做法使泵加压后的水大部分在出料闸板前被阻截，一方面造成大量能源的浪费；二是使泵及管路产生剧烈振动，三是泵及管路压力升高，破坏了管路、阀门的密封性能，使其出现跑冒滴漏现象；四是加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀，缩短了设备的使用寿命。二、变频器在我厂给料与装车系统的应用序号编号厂家型号功率小时量1724、726、728、730、732、734振动给料机施耐德ATV71HV75Y7.5KW900T/h2741变频胶带机西门子DH-10-6-80710KW5000T/h3调度绞车西门子160KW(0-100Hz)4104、106、108、110振动给料机ABBACS8007.5KW900T/h装车过程中，每个环节相互关联，环环相扣，每一环都是至关重要的。产品煤的煤量要与装车仓相配合，保证连续装车，这就要求了给煤量需按现场装车的实际进度情况进行配合；再者根据客户不同要求进行不同比例的配煤，提高销量。724、726、728、730、732、734振动给料机改变变频器频率输出，改变电机转速，实现调整给料量。产品煤到741变频胶带机上，741功率710KW，使用变频启动不但启动平滑，并且降低带强，起动时间延长，降低对皮带带强的要求，降低设备投资；启动转矩大，没有冲击电流，可实现重载启动；通过电机低速启动，带动皮带机慢慢启动，将带部贮存的能量缓慢释放，使皮带机在启动过程中形成张力波很小，几乎对皮带造不成伤害。最重要的它保证向装车仓供煤的连续性，根据给煤量的大小和装车仓的需求，调整电机转速，装车状态下也不停煤，也能在重载下启动，保证了装车仓装车的快速性和连续性，大大提高了装车效率，减少人力工作量。调度绞车牵引火车在一定速度下进行装车，煤质不同，配比不同，甚至季节不同，调度绞车的速度也不一样；调度绞车在接车、挂车、出车、不同状态下的进出车的车速也是可变的和不稳定的。通过变频器的无级调速（0-100Hz）与装车系统进行紧密配合，实现装车的自动化和快速化。调度绞车无级调鼓掌比有极调速变速冲击小，不易发热，电流小力矩大，故障少。104、106、108、110振动给料机供应原煤，而原煤的处理能力，在系统中根据下游设备的能力和状态面改变，从而满足生产工艺要求，有时还需根据客户要求进行不同比例尺的配煤。通过变频器可以调节电机转速来实现，调节方便，工作可靠，维护简单，且通过网络控制，自动化程度高。三、变频器在重介浅槽刮板机的应用重介浅槽刮板分选机重介选煤工艺的关键一环，浅槽里上层悬浮液里的煤在上升流和水平流的作用下被冲到精煤脱水胶介筛，而下层里的矸石被刮板机刮到矸石脱水胶介筛，实现煤与矸各杂物的分离。而浅槽305、306（18.5KW），通过对浅槽负载电流的监测调整电机转速，减少对刮板机的磨损。当矸石量增大时，负载电流上升，电机转速自动提高，反之相反。重介选煤工艺中，刮板链条不但与滑道的直接磨擦，而且在重介质铁粉的环境中，这种磨擦更加严重。通过变频器改变这一现状，能将这种磨损最小化，将链条更换周期延长5个月，不但维护方便，而且大幅度降低了材料费。四、软启动循环水泵的应用软启器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。604、605（施耐德ATS48C41Y220KW）循环水泵是整个选煤厂实现水洗的命脉，通过软启动实现平稳启动，不冲击电网，降低设备维护量，峰值电流时间大为减少，避免操作电机绝缘；并且软停车，保护电机，延长电机使用寿命。软启动器本身自带更加完善的保护功能，工作稳定，提高生产效率。五、变频器的日常维护1、日常巡视变频器在使用工程中，需定期对其进行巡视检查对于连续运行的变频器，可以从外部目视检查运行状态。(1)环境温度是否正常，要求在一1O℃～+40℃范围内，以25℃左右为好。(2)变频器在显示面板上显示的输出电流、电压、频率等各种数据是否正常。(3)显示面板上显示的字符是否清楚，是否缺少字符。(4)用测温仪器检测变频器是否过热，是否有异味。(5)变频器风扇运转是否正常，有无异常，散热风道是否通畅。(6)变频器运行中是否有故障报警显示。(7)检查变频器交流输入电压是否超过最大值。如果主电路外加输入电压超过极限，即使变频器没运行，也会对变频器线路板造成损坏2、常见问题(1)、过流过流是变频器报警最为频繁的现象。a、重新启动时，⋯升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有：负载短路，机械部位有卡住：逆变模块损坏：电动机的转矩过小等现象引起。b、上电就跳。这种现象一般不能复位，主要原因有：模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。c、重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有：加速时间设鬣太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V／F)设定较高。(2)、过压过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。(3)、欠压欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低主要原因：整流桥菜一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压．还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。(4)、过热过热也是一种比较常见的故障，主要原因：周围温度过商，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过