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案例頻道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(yùn)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(yùn)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(yùn)行，運(yùn)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(yáng)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(yùn)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(yáng)程的辦法，不能有效地提高運(yùn)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
| 介 質(zhì) 泵 | 電 機(jī) | ||
| 廠家 | 石家莊水泵廠 | 廠家 | 湖北電機(jī)廠 |
| 型號 | ST—AH—14/12 | 型號 | Y—500—10 |
| 功率 | 560KW | 功率 | 560KW |
| 流量 | 1600M3/h | 電壓 | 6KV |
| 揚(yáng)程 | 55M | 電流 | 69A |
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
| 比較項目 | 高－高變頻調(diào)速 | 高－低變頻調(diào)速 | 液力耦合器調(diào)速 |
| 初投資比較 | 較高 | 中 | 較低 |
| 安裝試運(yùn)行工期 | 10天 | 30天 | 30天 |
| 檢修工作量 | 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)水平高 | 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)水平高 | 大 |
| 運(yùn)行費用 | 低 | 較低 | 高 |
| 經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性 | 高 | 較高 | 差 |
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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行并有工頻旁路，因此，運(yùn)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3
高壓變頻器技術(shù)參數(shù)比較
| 比較項目 | 國外某廠家 | 北京利德華福 |
| 起動力矩 | 150% | 150% |
| 功率因數(shù) | ＞95 | ＞95 |
| 效率 | ≥95 | ≥98 |
| 諧波污染 | 較小 | 小 |
| 電路形式 | 三電平 | 多電平 |
| 主要元件 | IGBT | IGBT |
| 適用電機(jī) | 變頻電機(jī) | 普通電機(jī) |
| 交貨期 | 6個月 | 100天 |
| 主機(jī)壽命 | 10年 | 15年 |
| 報價 | 高 | 低 |
三、設(shè)備運(yùn)行情況
經(jīng)過方案反復(fù)比較，決定選用北京利德華福生產(chǎn)的“高－高”電壓源型變頻器，型號為HARSVERT-A06/070。
現(xiàn)將介質(zhì)泵實際運(yùn)行數(shù)據(jù)，ST—AH—14/12泵的特性曲線和比例定律計算結(jié)果列表4。
表4
| 揚(yáng)程（M） | 頻率（赫/秒） | 調(diào)速器消耗功率（KW） | 節(jié)省功率（KW） | |||
| 前 | 后 | 前 | 后 | |||
| 變頻器 | 60 | 50 | 47 | 12 | 55 | |
| 50 | 44 | 23 | 150 | |||
| 液力偶合器 | 前 | 后 | 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） | |||
| 60 | 52 | 585 | 500 | 30 | 40 | |
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(yùn)行時間20h/日，電價按0.40元/kwh計算，年運(yùn)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(yùn)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(yùn)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。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號