洗選中心通過變頻器節(jié)能減耗的推廣

洗選中心通過變頻器節(jié)能減耗的推廣摘要：進(jìn)入20世紀(jì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)的開展，變頻器作為節(jié)能應(yīng)用與速度工藝控制中越來越重要的自動(dòng)化設(shè)備，得到了快速開展和廣泛的應(yīng)用，在洗選中心采用變頻器調(diào)速可以進(jìn)步機(jī)械的控制精度、消費(fèi)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗。在我們洗選中心各選煤廠的許多消費(fèi)工藝中獲得了顯著的節(jié)能效果。關(guān)鍵詞：變頻器；節(jié)能減耗；選煤廠中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A引言在選煤廠大多用刮板輸送機(jī)來運(yùn)送選出的矸石。由于中心各廠的淺槽在運(yùn)行中對(duì)底板、滑道、鏈條及刮板都有很大的磨損，經(jīng)過觀察分析發(fā)現(xiàn)刮板輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流與淺槽重介質(zhì)選礦機(jī)的排矸石量是成正比的。通過變頻器的自動(dòng)調(diào)速控制，使刮板機(jī)得到合理有效的利用。恒壓供水在工業(yè)企業(yè)中可以有效地節(jié)電，保護(hù)設(shè)備管道完好，針對(duì)中心響應(yīng)集團(tuán)公司“雙增雙節(jié)，節(jié)能減耗〞號(hào)召，所以可以在清掃泵等供水系統(tǒng)中采取一些技術(shù)改造來到達(dá)節(jié)能減耗。一、變頻器1.1變頻器簡(jiǎn)介變頻器是利用半導(dǎo)體器件的通斷作用將頻率固定的交流電〔通常為工頻50Hz的三相或單相〕變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電的電能控制裝置，自從通用變頻調(diào)速器問世以來，變頻調(diào)速技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，變頻調(diào)速器以節(jié)能、平安、高品質(zhì)的質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中得到了很大開展，隨著電子技術(shù)的飛速開展，變頻調(diào)速器的功能也越來越強(qiáng)，尤其是其充分利用變頻調(diào)速器內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻調(diào)速設(shè)備，保證正常消費(fèi)等方面有著非常重要的意義。變頻器是一種交-直-交調(diào)速系統(tǒng)。采用三相二極管整流電路將三相交流電變成直流電；整流后的電壓波形是脈動(dòng)的，脈動(dòng)的直流電經(jīng)濾波電容的濾波后變?yōu)殡妷汉愣ǖ闹绷麟姡煌ㄟ^改變IGBT管各組交替導(dǎo)通的時(shí)間來改變逆變器輸出波形的頻率；在每組IGBT控制的周期內(nèi)，改變他們通斷的時(shí)間比，即通過改變脈沖寬度來改變逆變器輸出電壓幅值的大小。假設(shè)使每組開關(guān)元件在其控制周期內(nèi)反復(fù)通斷屢次，并使每個(gè)輸出矩形脈沖波電壓下的面積接近于對(duì)應(yīng)的正弦波電壓下的面積。那么逆變器輸出電壓將很接近三相正弦波。此時(shí)的三相正弦波就可作為異步電動(dòng)機(jī)的供電電源，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平滑啟動(dòng)，停車和寬范圍調(diào)速。圖1-1變頻器原理圖補(bǔ)連塔選煤廠刮板輸送機(jī)改造使用的變頻器是ABB公司消費(fèi)的ACS800型變頻器。它具有很寬的功率范圍，優(yōu)良的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制特性，完好的保護(hù)功能及靈敏的編程才能，較高的可靠性和較小的體積，因此，它可以滿足絕大多數(shù)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。二、補(bǔ)連塔選煤廠淺槽刮板輸送機(jī)變頻調(diào)速改造2.1變頻調(diào)速改造設(shè)計(jì)思路刮板輸送機(jī)通常是在恒速下運(yùn)行的，在排矸石量小時(shí)，刮板輸送機(jī)鏈條仍然處在易磨損狀態(tài)下，應(yīng)用變頻調(diào)速改變刮板機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，來減少刮板輸送機(jī)鏈條的磨損。電氣設(shè)計(jì)邏輯圖如下：圖2-1電氣邏輯關(guān)系圖變頻器設(shè)定最小頻率為30Hz，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速在900r/min左右。將刮板輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流信號(hào)經(jīng)變頻器引至PLC模擬量輸入模塊，經(jīng)PLC轉(zhuǎn)換后由模擬量輸出模塊輸出4-20mA電流信號(hào)到變頻器輸入端子，對(duì)應(yīng)變頻器一定的輸出頻率，電流越大變頻器輸出頻率越大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越快。輸出頻率將隨著電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流的改變?cè)?0Hz至50Hz之間變化。在30-50HZ之間劃分的階段越多變頻器的頻率變化越平穩(wěn)。當(dāng)空載時(shí)電機(jī)的運(yùn)行電流最小，輸出的頻率最小即30Hz，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最慢。到達(dá)了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與淺槽的排矸石量成正比，從而減少了對(duì)刮板輸送機(jī)鏈條的磨損。2.2控制方式及接線補(bǔ)連塔選煤廠控制選擇1771-IFE模擬量輸入模塊作為信號(hào)采集模塊，采用ACS800變頻器采集的刮板輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流為模擬量信號(hào)。選擇1771-OFE模擬量輸出模塊作為對(duì)變頻器控制信號(hào)的輸出，控制ABB公司ACS800變頻器的輸出頻率。系統(tǒng)采用變頻器控制方式為U/F比的恒轉(zhuǎn)矩控制。本系統(tǒng)動(dòng)力回路改造圖如下：圖2-2改造前動(dòng)力回路圖2-3改造后動(dòng)力回路如以下圖2-4為變頻器接線圖，刮板輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流大小由ACS800變頻器采集，將此電流信號(hào)送至PLC模擬量輸入模塊，經(jīng)PLC處理后轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號(hào)經(jīng)過模擬量輸出模塊輸出至變頻器的控制信號(hào)輸入端子進(jìn)展輸出頻率調(diào)節(jié)，系統(tǒng)采用正反轉(zhuǎn)控制，通過變頻器數(shù)字輸出口控制PLC的306中間繼電器實(shí)現(xiàn)。變頻器采用手動(dòng)/自動(dòng)宏參數(shù)控制，把變頻器的“準(zhǔn)備〞、“運(yùn)行〞、“故障〞三個(gè)信號(hào)返回至PLC模塊，可以顯示在調(diào)度室消費(fèi)監(jiān)控畫面上。變頻器控制淺槽電機(jī)在30Hz～50Hz之間內(nèi)運(yùn)行。圖2-4變頻器接線圖三、變頻器在恒壓供水方面的應(yīng)用3.1恒壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著電力技術(shù)的開展，變頻調(diào)速技術(shù)的日臻完善，以變頻調(diào)速為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而防止了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊；由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長(zhǎng)泵和閥門等東西的使用壽命；可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)。其穩(wěn)定平安的運(yùn)行性能、簡(jiǎn)單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終到達(dá)高效率的運(yùn)行目的。響應(yīng)公司提倡的“雙增雙節(jié)，節(jié)能降耗〞的號(hào)召，恒壓供水系統(tǒng)運(yùn)用在選煤廠清掃泵等供水系統(tǒng)中可以有效節(jié)約電能、節(jié)約水資源、水壓穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。3.2變頻控制原理恒壓供水系統(tǒng)的控制策略是采用可編程控制器〔PLC〕和變頻調(diào)速裝置優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)能到達(dá)穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。變頻恒壓供水系統(tǒng)原理如圖2-1所示，它主要是由PLC、變頻器、PID調(diào)節(jié)器、壓力傳感器、控制線路以及兩臺(tái)水泵等組成。圖3-1恒壓供水控制原理圖系統(tǒng)采用兩臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行方式，通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出口壓力信號(hào)變送成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)展比較，得出一調(diào)節(jié)參數(shù)給定變頻器信號(hào)控制水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上；當(dāng)用水量超過一臺(tái)泵的供水量時(shí)，通過PLC控制器加泵。根據(jù)用水量的大小由PLC控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。所有水泵電機(jī)從從啟動(dòng)到停頓都由變頻器來控制，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，防止了啟動(dòng)大電流給水泵電機(jī)帶來沖擊，相對(duì)延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。同時(shí)，系統(tǒng)供水采用變頻泵循環(huán)方式，以“先開先關(guān)〞的順序關(guān)泵，工作泵與備用泵不固定死。這樣，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)泵有一樣的運(yùn)行時(shí)間，有效地防止因?yàn)閭溆帽瞄L(zhǎng)期不用發(fā)生銹死現(xiàn)象，進(jìn)步了設(shè)備的綜合利用率，降低了維護(hù)費(fèi)用，以下圖為恒壓供水系統(tǒng)主回路圖3-2恒壓供水主回路原理圖圖3-3恒壓供水流程圖四、設(shè)計(jì)總結(jié)4.1補(bǔ)連塔選煤廠淺槽刮板輸送機(jī)變頻調(diào)速改造總結(jié)2.改造中問題變頻器的干擾有可能使系統(tǒng)不夠穩(wěn)定，在我們電氣維修部對(duì)哈拉溝、上灣、補(bǔ)連塔等變頻器改造中，通過把變頻器到PLC通訊線改用DH+防干擾電纜，效果良好。變頻器畢竟是電子電力器件，很可能由于外界原因此出現(xiàn)故障，可能影響消費(fèi)。在設(shè)計(jì)中我們考慮到這個(gè)問題，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，只要把備用抽屜投入，就可以工頻起車。在一些地質(zhì)條件不好的選煤廠，矸石量比較大，需要一直工頻運(yùn)行，那么不適宜使用變頻器調(diào)速。比方布爾臺(tái)、烏蘭木倫等。4.2恒壓供水系統(tǒng)總結(jié)效益和優(yōu)點(diǎn)分析：1.節(jié)電，這是變頻恒壓供水系統(tǒng)最顯著的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)能量通常在10%～40%。2.運(yùn)行可靠，變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)供水壓力穩(wěn)定而流量可在大范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而可以保證用戶任何時(shí)候的用水壓力由變頻器來實(shí)現(xiàn)泵的軟起動(dòng)，使水泵實(shí)現(xiàn)由工頻到變頻的無(wú)沖擊切換，防止管道破裂。3.自我保護(hù)功能完善。4.3設(shè)計(jì)展望在洗選加工中心還有好多系統(tǒng)可以通過變頻器來到達(dá)減少能耗，優(yōu)化系統(tǒng)的目的，如在一些小型皮