變頻器在白龍洗煤廠的應用

曹麗琴

（山西焦煤霍州煤電集團 白龍礦業公司 洗煤廠，山西 臨汾031400）

白龍洗煤廠是霍州煤電白龍煤礦的配套選煤廠，經過改造后洗選能力達到3000kt／a，隨著煤礦回采水平的延深，地質條件變得越來越復雜，深部斷層、褶皺等構造增多，導致原煤煤質變化較大。而選煤廠所洗選的原煤來自就近煤礦，也就造成該廠單位時間的原煤入洗量及選后的精、中煤等產量存在較大的浮動，從而導致系統中的洗選設備時而出現過載，時而出現負荷不足的現象，嚴重影響了選煤廠的經濟效益。

隨著變頻技術的快速發展，交流變頻調速在選煤行業特別是在以重介洗煤工藝為主的選煤廠中應用日益廣泛。隨著煤礦原煤產量的增長，配套的選煤廠也隨之改造其生產系統，設備功率較之以往大大增加。為了使各洗選設備能力充分發揮，保證生產穩定的同時節約能源，在洗選系統中特別是電機的功率比較大的設備上應用變頻器來控制電機速度，對解決設備出現負荷不足的現象具有重要的意義。

1 變頻器調速特點

變頻器采用脈寬調制（PWM）技術實現變頻調速，通過輸出不同頻率的電流與電壓來調節電機的轉動速度（變頻調速系統主電路見圖1），從而實現對設備運轉的控制，使其達到滿足生產的要求。變頻調速技術主要具有以下幾個特點：① 采用脈寬調制（PWM）技術使電機啟動時的轉矩大，而所需啟動電流較小，大大降低電機啟動對整個供電電網的沖擊力度，且啟動后電機運行比較平穩；② 變頻調速范圍大，精度高適應性強，可滿足不同生產環節設備運轉的需要；③ 節能效果好，與傳統方式相比節能35%左右，提高了企業的經濟效益；④ 變頻器配備液晶顯示屏，顯示直觀，易于操作，提高了人員的工作效率。

圖1 變頻調速系統的主電路拓撲

2 變頻器在選煤廠設備中的應用

該選煤廠的設備都是根據煤礦煤樣數據進行選型的，所以，設備和工藝不是常常變化。但隨著煤礦原煤煤質變化，導致該廠單位時間的原煤入洗量及選后的精、中煤等產量存在較大的浮動，且產品生產量會因市場需求的變化而調整，導致系統中的洗選設備時而出現過載，時而出現負荷不足的現象，變頻調速可以很好的解決此類問題。

2.1 變頻調速技術在運輸設備中的應用

原煤及洗選后成品的運輸是選煤廠生產的主要環節之一，運輸系統中使用的主要運輸設備包括皮帶輸送機、刮板輸送機、給煤機及斗式提升機等。在生產過程中，隨著原煤及成品運輸量的變化，各種運輸設備的負荷也隨之變化，采用變頻技術實現對設備運轉的控制，使其達到滿足生產的要求，可以在提高生產效率的同時實現節約電能的目的。①在皮帶輸送機和刮板輸送機的控制線路里增設變頻裝置，可以根據實際生產的需要，來調節輸送機的運輸速度，當生產中所運原煤量或成品煤量大時，調大變頻，當其所需運量小時，調小變頻，有效的發揮輸送機的運輸能力；② 用變頻調速技術改變生產中給煤機電動機的轉速，以控制其單位時間內的給煤數量，與運用閘板開度的大小來控制給煤量的傳統方法相比，可以快速有效的控制給煤量的大小，可以有效的節約電能，同時降低設備的磨損程度；③ 在斗式提升機的電動機中增設變頻設備，可以根據生產需要，用變頻手段來控制其單位時間內提升量的大小。

2.2 變頻調速技術在脫水設備中的應用

通過在振動篩電機中增設變頻器，可以根據實際需要控制振動篩的振幅及頻率，實現物料分級、脫水、脫泥和隔粗等作業。在提高振動篩篩分效率及脫水效率的同時，增大了振動篩的處理能力；運用變頻器控制撈坑斗提機的轉速，可以增長物料的脫水時間，脫水效果明顯變好。

2.3 變頻器在其他設備中的應用分析

（1）在對煤泥水加藥過程中，所加藥液的濃度是不變的，以前所采用的調節進液管路閘門大小來控制進藥液量的手段，很難控制藥液的流量，在使用變頻調節泵后，采用控制泵速的方法來控制進藥量，操作方式簡單，且藥液量容易控制。

（2）以前通過采用調節閥門的手段來控制跳汰機所需風量及風壓時，不易實現衡壓供風，且風量大小不易控制，通過采用變頻技術可以實現對跳汰機的衡壓供風，且調節操作方便。

（3）在煤泥水濃縮系統中，當進入濃縮池中的煤泥水濃度及流量的大小發生變化時，為保證濃縮機的工作效率，需要采用變頻調速技術調節濃縮機的轉速達到最佳。

（4）由于變頻器中包含有PI程序，所以，在選煤廠消防管路中運用變頻設備來控制消防管路中的供水壓力，與傳統靠手動主支管路的調節閥門控制壓力相比，可以在保證供水壓力穩定的同時具有較好的動態性。

3 經濟效益分析

1）通過對設備增設變頻器，設備電流量平均降低30%左右，節約電能效果明顯，增加了企業的經濟效益。

2）選煤廠針對生產各個系統的不同特點，添加配套的變頻器，充分提高了選煤廠對所洗原煤的適應性及各個系統中機械設備的性能，減輕了原煤洗選過程中對設備的磨損，減少設備的維修量，延長其使用壽命，增強了生產系統中設備的穩定性，保證了成品煤產量的穩定。

4 結語

自變頻器在該選煤廠使用一年多來，不僅保證生產過程中各設備性能對不同煤質的適應性，滿足了選煤生產整體工藝的要求，提高了整個生產系統的可靠性，而且在保證產品產量、質量、延長設備的使用壽命及節約電能等方面發揮了重大的作用，大大提高了選煤廠的經濟效益。但是由于變頻器的工作環境粉塵大，濕度大，且隨著變頻器構件的老化，在工作過程中會導致其出現不能正常啟動、散熱效果不好等問題，為保證其運行的穩定性，需要專業人員對其定期檢查、維護。