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(jì)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(tuán)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(jìn)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(fù)荷運行,運行振動大,起動時間長,喘振嚴(yán)重,停泵時存在嚴(yán)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(jī)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(jī)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(jì)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 設(shè)備參數(shù)表
二、設(shè)備選型
高壓大功率交流鼠籠式異步電機(jī)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(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較,以便設(shè)備選型。
表2 調(diào)速方案比較
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(jī)、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(jī)。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(jī)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(jī)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(jī)進(jìn)行調(diào)速改造。
我們對廠家提供的主要參數(shù)進(jìn)行比較,列表3如下:
表三 高壓變頻器技術(shù)參數(shù)比較
入選煤質(zhì)較差時,變頻器選定47赫計算其經(jīng)濟(jì)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(hù)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(tuán)公司通過招標(biāo),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(jì)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(jī)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(jìn)水平。