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歐科變頻器在煤礦對旋風機上的應用

更新時間:2016-04-26點擊次數:3140次字號:T|T
作者:趙安平 一、引言 長期以來拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,煤礦由于受復雜的生產條件和環境影響,按煤安通風規范,在礦用設備設計選型上都采用最大通風量指標拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,選用風機功率比較大的型號拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,電機全速運行,大馬拉小車現象非常普遍,耗能十分嚴重拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。如何以技術進步和技術創新為先導,降低企業的生產成本拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,提高勞動生產率是煤炭生產企業需要解決的迫切課題。 煤礦主通風機是煤礦的四大主要設備之一,作為礦井主通風,它每天24小時不停地運轉拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,是整個礦井的“呼吸...
作者:趙安平

一、引言


長期以來拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,煤礦由于受復雜的生產條件和環境影響,按煤安通風規范,在礦用設備設計選型上都采用最大通風量指標,選用風機功率比較大的型號,電機全速運行,大馬拉小車現象非常普遍,耗能十分嚴重。如何以技術進步和技術創新為先導,降低企業的生產成本,提高勞動生產率是煤炭生產企業需要解決的迫切課題。


煤礦主通風機是煤礦的四大主要設備之一,作為礦井主通風,它每天24小時不停地運轉,是整個礦井的“呼吸”系統。然而隨著開采及掘進的不斷延伸,巷道延長,所需的風量也將不斷增加拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,風機所用功率也將加大拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。四季的交替,冷熱的變化,所需的風量也需不斷調節。但煤礦原根據反風及開采后期運行工況所設計的通風機及拖動的電動機的功率拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,通常遠大于煤礦正常生產所需的運行功率。

二、對旋風機系統原理 


1、對旋風機主要部分組成                                                               
1)集流器:流線型的集流器可使進入風機的氣流均勻平穩,提高風機的運行效率和降低風機的噪聲拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。  
2)進拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、出口消聲器:消聲器為兩層圓筒結構拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,鍍鋅穿孔板內筒外包覆高效吸聲材料 ,外筒采用優質鍍鋅鋼板,各零拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、部件之間通過不銹鋼拉鉚釘和螺釘聯接,避免了燒焊對鍍鋅層的破壞。整個消聲器結構輕巧、美觀大方拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。  
3)整流罩:流線型的整流罩可使風機內流場得到優化,提高風機的運行效率和降低風機的噪聲。  
4)電動機:特制的專用電動機可保證風機能在高溫環境中可靠運行(280℃/0.5h或250℃/1h以上)。電動機的額定電壓為660V,頻率為50Hz,防護等級為IP54(或IP55)絕緣等級為F級(或H級);還可根據用戶需要,提供適宜在亞熱帶濕熱環境工作的防潮等級為TH級的特制電機拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。 
5)一級葉輪:機翼形葉片與輪轂由鋁合金鑄造而成。 
6)二級葉輪:機翼形葉片與輪轂由鋁合金鑄造而成拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。 
7)擴壓器:可回收一定的動壓,提高風機的靜壓比

2拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、對旋風機的整體結構圖如下:

3、對旋風機的整體外觀圖:


4、對旋風機現場圖片:


5、對旋風機的傳動結構圖:


6、對旋風機的工作原理:

煤礦對旋風機因其主要由該通風機采用兩級葉輪對旋式結構,它是將一個葉輪裝在另一個葉輪的后面,而葉輪的轉向彼此相反,兩級葉輪分別由容量及相同型號電動機驅動,兩個葉輪旋轉方向相反,從進風口看拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,第一級葉輪順時針方向旋轉,第二級葉輪則逆時針方向旋轉拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。當空氣流入第一級葉輪獲得能量后并經第二級葉輪排出,第二級葉輪兼備普通軸流風機中靜葉的功能,在獲得整直圓周方向速度風量同時,增加氣流的能量拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,從而達到普通軸流式通風機不能達到的高效率,高風壓拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。

作為礦井主通風,它每天24小時不停地運轉,是整個礦井的“呼吸”系統。然而隨著開采及掘進的不斷延伸,巷道延長,所需的風量也將不斷增加,風機所用功率也將加大。四季的交替,冷熱的變化,所需的風量也需不斷調節拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。但煤礦原根據反風及開采后期運行工況所設計的通風機及拖動的電動機的功率拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,通常遠大于煤礦正常生產所需的運行功率。傳統的調節系統,是根據風量所需的多少,靠調節風門、葉片角度來實現的。這樣運行存在以下幾個問題:

1.電能的嚴重浪費

大型煤礦的服務年限大多在幾十年以上,投產初期到井田穩定開采一般在十年以上拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,但是一般主扇風機設計上余量特別大拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,在相當長的時間主扇風機一直處在較輕負載下運行。由于煤礦主扇風機一般采用檔板調節拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,因此造成能源浪費,增加了生產成本。

2拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、啟動困難,機械損傷嚴重

主扇風機采用直接啟動拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,啟動時間長,啟動電流大拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,對電動機的絕緣有著較大的威脅,嚴重時甚至燒毀電動機。而高壓電動機在啟動過程中所產生的單軸轉矩現象使風機產生較大的機械振動應力拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,嚴重影響到電動機拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、風機及其它機械的使用壽命。

3、自動化程度低

主扇風機依靠人工調節檔板,更不具備風量的自動實時調節功能,自動化程度低拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。在故障狀態下,如風流短路,將對礦井正常生產造成嚴重影響。

變頻調速器作為一種新型的電力變換裝置,已成熟地應用到工業生產的各個方面拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,不但啟動容易,節能效果顯著,而且對電機保護功能齊全

7、變頻改造原理:

煤礦主通風機在煤礦的安全生產中起著至關重要的作用拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。礦井的瓦斯爆炸,與巷道的通風是否順暢,風量的充足與否都有著直接關系拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,一旦通風不暢,瓦斯濃度升高到一定程度拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,即會造成爆炸塌井,造成重大事故,危及礦工的生命安全。如此重要的安全生產關鍵設備拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,如果因某種故障而停機運行,將會給整個礦山的安全生產帶來巨大威脅,因此,要求與之配套的變頻器必須具備非常高的可靠性才能夠滿足安全生產的要求。正式投運拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,運行穩定,一般都運行在30~40Hz,采用變頻器驅動的方案取代風門、擋板拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、閥門的控對于閥門調節而言,采用變頻調速器后,將閥門全開,通過改變電機電源頻率的方法來改變電機轉速。由制方案拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。

變頻調速節能是相流體力學可知,流量q與轉速n的一次方成正比,風壓h與轉速n的平方成正比,功率p與轉速n的立方成正比,即:q=qe×(n/ne),h=he×(n/ne)2拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,p=pe×(n/ne)3拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,式中,qe為風機的額定流量,he為風機的額定壓力,pe為風機的額定功率,ne為風機的額定轉速。由上面的公式可知拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,調節風機流量時,可通過轉速進行調節,此時風機軸輸出功率與轉速的立方成正比拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。

利用歐科PT200系列進行控制,電機可平滑啟動,對電網無沖擊,內置轉速追蹤功能,掉電能正


常再啟動,外部端子遠程啟動,同一個啟動信號啟動兩臺設備,外部電位器給定一臺變頻器拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,另外一臺通過第一臺的反饋信號給定頻率,這樣可以保證兩臺設備同時運行、頻率一致。

三拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、變頻器的現場應用

1.變頻器電氣原理圖:

2、變頻器的參數設置:


3.現場應用圖片:

4.應用方案的優點:
a.變頻器起動對電網沒有任何沖擊。由于變頻器改造后風機可以實現變頻軟起動,避免了起動電流的沖擊,不僅對電網沒有任何沖擊,而且還可以隨時起動或停止拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ;
b.按需調節風量拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,避免浪費拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。進行變頻改造后拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,風機的送風量不再需要由風門來調節,不需對葉輪角度調節,而是由變頻器通過變頻調節風機的轉速來實現拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,調節范圍可以從0%—100%拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ;因而可以根據生產需要隨意調節風量,減少了不必要的浪費;
c.變頻節能運行,節約了大量能源拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。由于變頻改造后不再使風機一直處于滿負荷工作狀態拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,節能率高達20%~40%以上;
d.降低風機工作強度拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,延長使用壽命。進行變頻改造后拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,風機的大部分工作時間都在較低的速度下運行拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,因而大大降低了風機工作的機械強度和電氣沖擊拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,將會大大延長風機的使用壽命拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,降低維修強度拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ;
e.電機和風機運轉速度下降,潤滑條件改善,傳動裝置的故障下降;
f.系統壓力降低拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,對管道的壓力和密封等條件緩解,延長使用壽命;
g.系統完善的監控性能和高可靠性提高了工作效率拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,減少了檢修和維護的工作量;
h.可有效降低風機運行噪聲。
 
四、變頻器的日常維護:
a.環境溫度是否正常,保證通風口的暢通拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。
b.注意變頻器風扇運轉是否正常,定期進行灰塵處理。
c.注意雨天防水漏入、流入設備內部拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。
d.安裝時電機注意接地,不要零線與地線共用;
e.模擬量信號線與主動力線要交叉走線,防止干擾。

五、結束語:
   對旋風機在我國煤礦產業已廣泛應用拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 ,結合它的使用情況和發展趨勢,采用變頻調速技術,對實現節能運行、降低生產成本拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、提高自動化程度均有重要意義。
   變頻技術已隨著電力電子技術拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、微電子技術、電子計算機及智能自動化控制理論等多學科的發展而取得了長足的進步。變頻調速節能產品也實現了由低壓到高壓拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 、由小功率到大功率的發展,充分發揮了對旋軸流式通風機的綜合技術優勢拉菲彩票app入口-拉菲平台app下载 。





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