高壓變頻器在重介選煤工藝中大型介質(zhì)泵的應(yīng)用

貴州水城礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司機電管理部 王祥為


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2002年度，在汪家寨選煤廠，二塘選煤廠的技改中使用的四臺介質(zhì)泵（介質(zhì)泵參數(shù)詳見表一）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(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。
表1


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。現(xiàn)在老鷹山選煤廠介質(zhì)泵（250KW，380V）即選擇低壓變頻方案，初投資11萬元，選型為成都森蘭BT12S系列315KW，電機電壓380V，經(jīng)幾年來的運行情況來看是比較可靠的。
　　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，因此我們決定使用高壓變頻器對電機進行調(diào)速改造。
我們對廠家提供的主要參數(shù)進行比較，列表3如下：
表3
　

　　入選煤質(zhì)較差時，變頻器選定47赫計算其經(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。

四、結(jié)束語
　　2003年貴州水城礦業(yè)集團公司通過招標，選用了北京利德華福電氣技術(shù)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。
　　高壓大功率異步電機變頻器在煤礦介質(zhì)泵的使用，從現(xiàn)有資料查閱表明，該類型設(shè)備系貴州省首家選用，全國同行業(yè)首家選用，具有國內(nèi)先進水平。