原煤运输系统设备是煤矿开采企业中最基本的机械设备,它们将开采出的原煤输送出去,是煤矿企业不可或缺的机械设备,近年来,变频调速节能驱动方案逐渐应用开来。
《煤矿开采》煤矿技术期刊,创刊于1991年,是国家煤矿安全监察局主管,由煤炭科学研究总院主办,向国内外公开发行的采矿专业综合性技术期刊,是煤炭行业新技术、新产品发布的主要媒体之一。栏目设置:综述、应用基础、开采与设计、特殊采煤与矿区环境治理、巷道工程、开采装备、矿压与灾害控制、技术经济管理。
变频调速节能驱动方案在工业领域的应用越来越多,尤其是在各类运输设备的驱动控制方面。为实现末原运输系统设备调速灵活、节能降耗的目的,通过安装变频驱动控制系统对设备实施了变频节能技术改造,改造后,可以对设备灵活控制,满足不同生产和工艺要求,系统设备安全可靠性得以提高,工艺灵活性增强,节能降耗效果显著,助推生产安全高效运行。
一、概述
与传统的交流拖动系统相比,利用变频器对交流电动机进行调速控制的交流拖动系统有许多优点,能降低速度节约电能,容易实现对现有电动机的调速控制,可以实现大范围内的高效连续调速控制,容易实现电动机的正反转切换,可以进行高频度的启停运转,可以进行电气制动,可以对电动机进行高速驱动,可以适应各种环境,电源功率因数大,电源容量小,可以组成高性能的控制系统等等。基于变频器的多种优点,变频调速驱动控制系统在工业生产控制系统中应用越来越广泛。
二、运行现状
(一)驱动能力过剩
城郊选煤厂712刮板机是末原煤入仓系统关键运输设备,电机功率为55KW,原设计处理能力为740t/h,目前随着生产工艺的改进以及产品结构的调整,末原煤产量大幅降低,需要根据市场情况灵活调整产量,目前末原煤的最大小时产量约为350t,因此原安装的驱动系统驱动能力过剩较多,出现“大马拉小车”的情况,造成电能浪费较大,不符合节能减排政策,增加了生产成本。
(二)不可调速
刮板机全速运行,始终恒速运行不可根据生产需要进行及时调速控制,当生产系统出现异常状况时,煤流不可调节,时常需要停机处理,影响洗选生产,甚至会影响到矿井提煤。
(三)启动冲击大
电机启动电流过大,对供配电系统造成较大冲击,降低供配电系统设备的使用期限。
三、项目实施
(一)方案概要
对刮板机驱动系统进行改造,安装变频器,实现刮板机的转速可灵活调整,优化工艺控制系统,实现节能降耗。同时可实现变频和工频的切换,在变频系统出现故障时,可以切换至工频运行,避免影响生产。
(二)变频器选型
采用我厂原系统改造拆下的施耐德ATV68 75KW型号的变频器,节省了采购新变频器带来的支出,降低改造成本。
(三)基本控制方案
图中KM1和KM2为变频运行接触器,KM3为工频运行接触器;在工频和变频状态下,启动停止都是由现场控制箱上的启动/停止按钮控制;速度给定有现场控制箱上可变电阻控制,输出频率有现场控制箱上仪表显示;故障状态信息输出到现场,由控制箱上的指示灯指示。
(四)基本端子定义
L1、L2、L2及U、V、W为变频器主回路进出线接线端子;可编程逻辑输入DI1定义为变频器启动停止信号端子,得电为启动,失电为停止;继电器输出1(RL1、NC1、NO1)定义为故障输出,即当变频器故障时,继电器常开点闭合,输出故障信号;AIV定义为速度给定,0-10V电压模拟输入;AO1定义为频率输出,输出4-20mA电流信号。
(五)基本参数设置
四、运行效果分析
(一)设备安全运行可靠性提高
经过改造,刮板机可实现真正意义上的软启动平滑调速和软停车,静态机械特性硬度大、不怕负载冲击,可更好的保护电机和机械传动系统。运用变频器的软起动功能,斜坡起动,使刮板缓慢起动,将刮板机静态时的静摩擦能量缓慢释放,使起动过程中形成的张力波极小,极大的降低了对刮板的损害。
(二)节能降耗,生产成本降低
1.提高系统功率因数。2.降低电机电流3.提高系统效率。4.提高设备使用寿命。方便设备维护、检修。5.节约成本。
(三)供电质量得以提高
提高了电路的功率因数,消除了谐波对供电质量的影响,使我厂的配电系统得到科学合理的保护,延长了配电系统设备的使用寿命。
五、结语
变频器以其优越的特性,应用越来越广泛,城郊选煤厂末原煤运输系统设备驱动系统安装了变频器,实施了变频调速驱动改造,优化了变频调速控制方式,控制系统性能大幅提升,为末原煤生产系统更加灵活控制提供条件,为其他系统变频调速节能改造提供借鉴,项目的实施助推城郊选煤厂持续安全高效发展。