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烘干搅拌输送新闻动态
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变频调速器在选煤厂的应用
发布时间：2013-09-11 09:21 来源：未知
1、前言
双鸭山选煤厂始建于1956年，当时设计能力为150万t，现己扩建为年产精煤230万t。由于该厂生产线呈明显的折线型，煤流呈波浪形推进。因此大量使用了提斗、锚链和带式输送机等运输设备。由于入洗原煤量大，所以各设备负担较大，尤其是浮选，只有3台6室XPM-8型喷射式浮选机，加之盘式真空过滤机效果太差，造成浮选机负担过重。
究其症结所在，主要是盘式过滤机处理量及处理效率太低，造成生产流水线不畅通。另外运输设备的无用功太多，输送物料不均匀，无端磨损严重，提高了生产成本。
因此对真空过滤机和带式输送机的工作效率问题进行分析研究，进而改进（主要是加设变频调速器对电动机转速进行无级调速）。
2、设备生产效率低的原因
2.1 盘式真空过滤机
该厂共有PG116-12型过滤机6台，总过滤面积564 IT12，单位设计能力0.2~0.3 t/h。按设计能力计算，不应出现处理量小的问题，而实际由于设备维护、真空泵、压风系统以及密封管路等问题影响，现在的生产能力只是设计能力的30%，按设计能力计算，过滤能力为100~151 t/h，其中30%为30~45t/h。实际上产生的精煤为38.5 t/h，要产生的精煤是现在生产能力的3倍，远远满足不了浮选的要求。
造成这种情况的主要原因：
(1)真空度太低，真空泵本身负压低，为0.02~0.40 MPa，达不到要求的0.06 MPa;过滤机负压更低，为0.02~0.03 MPa。
(2)脱落率低，自然脱落率只占30%，其余需人工捅落，效率极低，而且易损坏滤布。
2.2 带式输送机
该厂共有输送带10条，它们的共性就是运送物料不均匀，造成生产不连续，不能有效利用电能，往往是电机空转或小负荷运行，但耗电量不变，设备磨损程度不变，提高了生产成本，影响了经济效益。
3、改进的措施及可行性分析
3.1 盘式真空过滤机的改进及可行性分析
在电机与过滤机之间增设变频调速器（用以改变过滤机圆盘的转速），同时可去掉部分减速装置。另外在过滤机给料侧下壁加设液位控制系统。其可行性分析如下：
(1)转速效应
经研究发现，在转速小于最佳转速范围内，随滤盘转速增加，过滤机真空度上升，处理量增加，滤饼水分下降，称其为“转速效应”。
转速效应机理可归纳为：转速十一过滤机过滤系统阻力十一真空泵抽气速率0一真空泵真空度十一过滤机真空度十。
经现场观察发现，滤盘转速提高，①导致真空泵真空度提高，过滤机真空度随之提高。经实验得知，转速提高，真空泵抽气速率下降，这是由于通过过滤表面的滤液流量增加，使过滤系统（主要指过滤机至气水分离器段）的阻力增加所致。过滤机工作时，滤液通过过滤表面时要克服2个阻力，即介质阻力和滤饼阻力，通常滤饼阻力比介质阻力要大得多，并且吸浆时间越长，滤饼越厚，阻力越大，当滤饼厚度增加到一定程度后，滤液通过量急剧下降，其趋势为0。依据上述分析，就某块滤板而言，提高转速，一次通过过滤区时间缩短，通过频数增加，滤液通过量增加，使过滤液系统阻力增加，导致真空泵真空度提高，从而带动过滤机真空度随之提高；②转速提高，滤液通过量增加，真空度提高，吸浆强度增加，可增加处理量；③转速提高，可降低滤饼水分。采样做3个检测项目发现：不同转速条件下，滤饼的堆密度随转速提高，而呈增加趋势；滤饼厚度呈下降趋势。同一转速条件下，从干燥区开始到结束之前呈减薄趋势。
(2)最佳转速
多次试验表明，PG型真空过滤机有一个最佳转速，在达到最佳转速后，一定范围内继续提高转速，过滤机真空度将继续提高，处理量亦增加，但滤饼水分有回升趋势，这是因为转速提高之后，滤饼来不及完全泄水，留在板腔中，这些残余滤液会在滤饼脱落之前浸湿滤饼，使水分回升。
(3)变频器的工作原理
变频器主要由整流滤波、主回路、控制器和故障检测等部分组成。其中控制器是整个系统的核心，它产生脉宽调制( PWM)波形，驱动主回路中的功率开关管，输出正弦三相交流电，使电机以规定转速运行。整流是将交流变成直流，经平滑滤波再经过逆变回路，把直流变成不同频率的交流，使电动机获得无级调速所需的电压、电流和频率。
(4)液位控制系统采用压力式过滤机液位测试系统：在过滤机给料侧下壁上接出一小管，将该点液压引出并进行测量。
直流稳压电源向电阻应变式压差传感器的应变片、测量电桥提供稳定的电源。应变测量桥的输出电压经线性放大，然后经恒流电路，再输出。从而反映液位的电信号。
(5)投资成本
以双鸭山选煤厂现用的7.5 kW的过滤机为例，加设一台J300HFE日立变频器需9 000元左右，而生产能力能增加2倍，劳动强度也大大降低。
3.2 带式输送机的改进及可行性分析
带式输送机存在大功率、小负载、浪费电能、磨损设备等情况。其主要原因是设计的理想状态与实际不符，设计时是按输送带恒速运行、电动机基本满负荷运行计算的。但实际生产中，由于生产的各个环节并非同时连续进行，最理想的运输设备应能按运输量大小自动调节输送速度，变频调速器有此项功能，它的节能原理可简述如下
所以，当恒转矩负载时，电机输出功率与转速成正比。从而可以有效地利用电能，并提高生产效率。
另外还需设置一台电子输送带秤，它可以测定一段长度输送带上物料的瞬间质量及输送带运行线速度，然后通过反馈元件反馈给变频器使其调速，从而改变输送带转速。其测量原理如图1所示。
秤量托辊安装在秤架上，它所承受的重量通过不锈钢拉条3传递给测重传感器2。
4、选择使用变频器的原则
(1)额定功率应是电动机额定功率的1.05~1.10倍。
(2)设置场所应无粉尘、无爆炸、无腐蚀、通风好、容易检修。
(3)瞬时停电时变频器停止工作，但复电后不能马上开始工作，应等电机完全停止后再工作。
5、结语
随着微电子技术和自动控制技术的迅速发展，以及各种高性能电子器件的出现，变频调速器在电气传动领域己占有十分重要的地位，但是在选煤厂中的应用却很少，这种新技术及早应用于选煤厂，尤其是传统机型的设计上，不但可以节省电能，而且还能减轻劳动强度，从而提高劳动生产率和经济效益。
