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：進入20世紀隨著計算機技術和電力電子技術的開展，變頻器作為節(jié)能應用與速度工藝控制中越來越重要的自動化設備，得到了快速開展和廣泛的應用，在洗選中心采用變頻器調(diào)速可以進步機械的控制精度、消費效率和產(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工藝中獲得了顯著的節(jié)能效果。關鍵詞：變頻器；節(jié)能減耗；選煤廠中圖分類號：F407文獻標識碼：A引言在選煤廠大多用刮板輸送機來運送選出的矸石。由于中心各廠的淺槽在運行中對底板、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)刮板輸送機電動機的運行電流與淺槽重介質(zhì)選礦機的排矸石量是成正比的。通過變頻器的自動調(diào)速控制，使刮板機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，保護設備管道完好，針對中心響應集團公司“雙增雙節(jié)，節(jié)能減耗〞號召，所以可以在清掃泵等供水系統(tǒng)中采取一些技術改造來到達節(jié)能減耗。一、變頻器1.1變頻器簡介變頻器是利用半導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)速技術在各個領域得到了廣泛應用，變頻調(diào)速器以節(jié)能、平安、高品質(zhì)的質(zhì)量等優(yōu)點，在實際應用中得到了很大開展，隨著電子技術的飛速開展，變頻調(diào)速器的功能也越來越強，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，對合理設計變頻調(diào)速設備，保證正常消費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的，脈動的直流電經(jīng)濾波電容的濾波后變?yōu)殡妷汉愣ǖ闹绷麟?；通過改變IGBT管各組交替導通的時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。假設使每組開關元件在其控制周期內(nèi)反復通斷屢次，并使每個輸出矩形脈沖波電壓下的面積接近于對應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。此時的三相正弦波就可作為異步電動機的供電電源，從而實現(xiàn)電機的平滑啟動，停車和寬范圍調(diào)速。圖1-1變頻器原理圖補連塔選煤廠刮板輸送機改造使用的變頻器是ABB公司消費的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)場應用。二、補連塔選煤廠淺槽刮板輸送機變頻調(diào)速改造2.1變頻調(diào)速改造設計思路刮板輸送機通常是在恒速下運行的，在排矸石量小時，刮板輸送機鏈條仍然處在易磨損狀態(tài)下，應用變頻調(diào)速改變刮板機的運轉(zhuǎn)速度，來減少刮板輸送機鏈條的磨損。電氣設計邏輯圖如下：圖2-1電氣邏輯關系圖變頻器設定最小頻率為30Hz，對應電動機的最低轉(zhuǎn)速在900r/min左右。將刮板輸送機電動機的運行電流信號經(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電流信號到變頻器輸入端子，對應變頻器一定的輸出頻率，電流越大變頻器輸出頻率越大，電動機轉(zhuǎn)速越快。輸出頻率將隨著電動機實際運行電流的改變在30Hz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)。當空載時電機的運行電流最小，輸出的頻率最小即30Hz，此時電動機轉(zhuǎn)速最慢。到達了電動機轉(zhuǎn)速與淺槽的排矸石量成正比，從而減少了對刮板輸送機鏈條的磨損。2.2控制方式及接線補連塔選煤廠控制選擇1771-IFE模擬量輸入模塊作為信號采集模塊，采用ACS800變頻器采集的刮板輸送機電動機實際運行電流為模擬量信號。選擇1771-OFE模擬量輸出模塊作為對變頻器控制信號的輸出，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)動力回路改造圖如下：圖2-2改造前動力回路圖2-3改造后動力回路如以下圖2-4為變頻器接線圖，刮板輸送機電動機實際運行電流大小由ACS800變頻器采集，將此電流信號送至PLC模擬量輸入模塊，經(jīng)PLC處理后轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號經(jīng)過模擬量輸出模塊輸出至變頻器的控制信號輸入端子進展輸出頻率調(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中間繼電器實現(xiàn)。變頻器采用手動/自動宏參數(shù)控制，把變頻器的“準備〞、“運行〞、“故障〞三個信號返回至PLC模塊，可以顯示在調(diào)度室消費監(jiān)控畫面上。變頻器控制淺槽電機在30Hz～50Hz之間內(nèi)運行。圖2-4變頻器接線圖三、變頻器在恒壓供水方面的應用3.1恒壓供水系統(tǒng)簡介隨著電力技術的開展，變頻調(diào)速技術的日臻完善，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備，起動平穩(wěn)，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而防止了起動時對電網(wǎng)的沖擊；由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命；可以消除起動和停機時的水錘效應。其穩(wěn)定平安的運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終到達高效率的運行目的。響應公司提倡的“雙增雙節(jié)，節(jié)能降耗〞的號召，恒壓供水系統(tǒng)運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、操作簡單等優(yōu)點。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)速運行，并自動調(diào)整泵組的運行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時能到達穩(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、控制線路以及兩臺水泵等組成。圖3-1恒壓供水控制原理圖系統(tǒng)采用兩臺水泵并聯(lián)運行方式，通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出口壓力信號變送成4-20mA的標準信號送入變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)運算與給定壓力參數(shù)進展比較，得出一調(diào)節(jié)參數(shù)給定變頻器信號控制水泵的轉(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；當用水量超過一臺泵的供水量時，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水泵的調(diào)速，實現(xiàn)恒壓供水。所有水泵電機從從啟動到停頓都由變頻器來控制，實現(xiàn)軟啟動，防止了啟動大電流給水泵電機帶來沖擊，相對延長了電機的使用壽命。同時，系統(tǒng)供水采用變頻泵循環(huán)方式，以“先開先關〞的順序關泵，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)泵有一樣的運行時間，有效地防止因為備用泵長期不用發(fā)生銹死現(xiàn)象，進步了設備的綜合利用率，降低了維護費用，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、設計總結4.1補連塔選煤廠淺槽刮板輸送機變頻調(diào)速改造總結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哈拉溝、上灣、補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。在設計中我們考慮到這個問題，當變頻器出現(xiàn)故障時，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，需要一直工頻運行，那么不適宜使用變頻器調(diào)速。比方布爾臺、烏蘭木倫等。4.2恒壓供水系統(tǒng)總結效益和優(yōu)點分析：1.節(jié)電，這是變頻恒壓供水系統(tǒng)最顯著的優(yōu)點，節(jié)能量通常在10%～40%。2.運行可靠，變頻恒壓供水系統(tǒng)實現(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候的用水壓力由變頻器來實現(xiàn)泵的軟起動，使水泵實現(xiàn)由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管道破裂。3.自我保護功能完善。4.3設計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減少能耗，優(yōu)化系統(tǒng)的目的，如在一些小型皮