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烘干攪拌輸送新聞動態(tài)

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變頻調速器在選煤廠的應用
發(fā)布時間:2013-09-11 09:21 來源:未知
1、前言
雙鴨山選煤廠始建于1956年,當時設計能力為150萬t,現己擴建為年產精煤230萬t。由于該廠生產線呈明顯的折線型,煤流呈波浪形推進。因此大量使用了提斗、錨鏈和帶式輸送機等運輸設備。由于入洗原煤量大,所以各設備負擔較大,尤其是浮選,只有3臺6室XPM-8型噴射式浮選機,加之盤式真空過濾機效果太差,造成浮選機負擔過重。
究其癥結所在,主要是盤式過濾機處理量及處理效率太低,造成生產流水線不暢通。另外運輸設備的無用功太多,輸送物料不均勻,無端磨損嚴重,提高了生產成本。
因此對真空過濾機和帶式輸送機的工作效率問題進行分析研究,進而改進(主要是加設變頻調速器對電動機轉速進行無級調速)。
2、設備生產效率低的原因
2.1 盤式真空過濾機
該廠共有PG116-12型過濾機6臺,總過濾面積564 IT12,單位設計能力0.2~0.3 t/h。按設計能力計算,不應出現處理量小的問題,而實際由于設備維護、真空泵、壓風系統以及密封管路等問題影響,現在的生產能力只是設計能力的30%,按設計能力計算,過濾能力為100~151 t/h,其中30%為30~45t/h。實際上產生的精煤為38.5 t/h,要產生的精煤是現在生產能力的3倍,遠遠滿足不了浮選的要求。
造成這種情況的主要原因:
(1)真空度太低,真空泵本身負壓低,為0.02~0.40 MPa,達不到要求的0.06 MPa;過濾機負壓更低,為0.02~0.03 MPa。
(2)脫落率低,自然脫落率只占30%,其余需人工捅落,效率極低,而且易損壞濾布。
2.2 帶式輸送機
該廠共有輸送帶10條,它們的共性就是運送物料不均勻,造成生產不連續(xù),不能有效利用電能,往往是電機空轉或小負荷運行,但耗電量不變,設備磨損程度不變,提高了生產成本,影響了經濟效益。
3、改進的措施及可行性分析
3.1 盤式真空過濾機的改進及可行性分析
在電機與過濾機之間增設變頻調速器(用以改變過濾機圓盤的轉速),同時可去掉部分減速裝置。另外在過濾機給料側下壁加設液位控制系統。其可行性分析如下:
(1)轉速效應
經研究發(fā)現,在轉速小于最佳轉速范圍內,隨濾盤轉速增加,過濾機真空度上升,處理量增加,濾餅水分下降,稱其為“轉速效應”。
轉速效應機理可歸納為:轉速十一過濾機過濾系統阻力十一真空泵抽氣速率0一真空泵真空度十一過濾機真空度十。
經現場觀察發(fā)現,濾盤轉速提高,①導致真空泵真空度提高,過濾機真空度隨之提高。經實驗得知,轉速提高,真空泵抽氣速率下降,這是由于通過過濾表面的濾液流量增加,使過濾系統(主要指過濾機至氣水分離器段)的阻力增加所致。過濾機工作時,濾液通過過濾表面時要克服2個阻力,即介質阻力和濾餅阻力,通常濾餅阻力比介質阻力要大得多,并且吸漿時間越長,濾餅越厚,阻力越大,當濾餅厚度增加到一定程度后,濾液通過量急劇下降,其趨勢為0。依據上述分析,就某塊濾板而言,提高轉速,一次通過過濾區(qū)時間縮短,通過頻數增加,濾液通過量增加,使過濾液系統阻力增加,導致真空泵真空度提高,從而帶動過濾機真空度隨之提高;②轉速提高,濾液通過量增加,真空度提高,吸漿強度增加,可增加處理量;③轉速提高,可降低濾餅水分。采樣做3個檢測項目發(fā)現:不同轉速條件下,濾餅的堆密度隨轉速提高,而呈增加趨勢;濾餅厚度呈下降趨勢。同一轉速條件下,從干燥區(qū)開始到結束之前呈減薄趨勢。
(2)最佳轉速
多次試驗表明,PG型真空過濾機有一個最佳轉速,在達到最佳轉速后,一定范圍內繼續(xù)提高轉速,過濾機真空度將繼續(xù)提高,處理量亦增加,但濾餅水分有回升趨勢,這是因為轉速提高之后,濾餅來不及完全泄水,留在板腔中,這些殘余濾液會在濾餅脫落之前浸濕濾餅,使水分回升。
(3)變頻器的工作原理
變頻器主要由整流濾波、主回路、控制器和故障檢測等部分組成。其中控制器是整個系統的核心,它產生脈寬調制( PWM)波形,驅動主回路中的功率開關管,輸出正弦三相交流電,使電機以規(guī)定轉速運行。整流是將交流變成直流,經平滑濾波再經過逆變回路,把直流變成不同頻率的交流,使電動機獲得無級調速所需的電壓、電流和頻率。
(4)液位控制系統采用壓力式過濾機液位測試系統:在過濾機給料側下壁上接出一小管,將該點液壓引出并進行測量。
直流穩(wěn)壓電源向電阻應變式壓差傳感器的應變片、測量電橋提供穩(wěn)定的電源。應變測量橋的輸出電壓經線性放大,然后經恒流電路,再輸出。從而反映液位的電信號。
(5)投資成本
以雙鴨山選煤廠現用的7.5 kW的過濾機為例,加設一臺J300HFE日立變頻器需9 000元左右,而生產能力能增加2倍,勞動強度也大大降低。
3.2 帶式輸送機的改進及可行性分析
帶式輸送機存在大功率、小負載、浪費電能、磨損設備等情況。其主要原因是設計的理想狀態(tài)與實際不符,設計時是按輸送帶恒速運行、電動機基本滿負荷運行計算的。但實際生產中,由于生產的各個環(huán)節(jié)并非同時連續(xù)進行,最理想的運輸設備應能按運輸量大小自動調節(jié)輸送速度,變頻調速器有此項功能,它的節(jié)能原理可簡述如下
所以,當恒轉矩負載時,電機輸出功率與轉速成正比。從而可以有效地利用電能,并提高生產效率。
另外還需設置一臺電子輸送帶秤,它可以測定一段長度輸送帶上物料的瞬間質量及輸送帶運行線速度,然后通過反饋元件反饋給變頻器使其調速,從而改變輸送帶轉速。其測量原理如圖1所示。
秤量托輥安裝在秤架上,它所承受的重量通過不銹鋼拉條3傳遞給測重傳感器2。
4、選擇使用變頻器的原則
(1)額定功率應是電動機額定功率的1.05~1.10倍。
(2)設置場所應無粉塵、無爆炸、無腐蝕、通風好、容易檢修。
(3)瞬時停電時變頻器停止工作,但復電后不能馬上開始工作,應等電機完全停止后再工作。
5、結語
隨著微電子技術和自動控制技術的迅速發(fā)展,以及各種高性能電子器件的出現,變頻調速器在電氣傳動領域己占有十分重要的地位,但是在選煤廠中的應用卻很少,這種新技術及早應用于選煤廠,尤其是傳統機型的設計上,不但可以節(jié)省電能,而且還能減輕勞動強度,從而提高勞動生產率和經濟效益。
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