摘要：本文介紹了HARVEST高壓變頻器在煤礦洗煤廠的應(yīng)用情況，應(yīng)用結(jié)果表明HARVEST高壓變頻器不僅為企業(yè)節(jié)省了大量的能源，實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排的目標(biāo)，更能為企業(yè)在提倡綠色環(huán)保的今天獲得更大的社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞：HARVEST高壓變頻器 洗煤廠 節(jié)能
一、概述
演馬莊礦隸屬于有著百年歷史的河南煤化集團(tuán)焦煤分公司，始建于1958年,每年可生產(chǎn)原煤90萬(wàn)噸。該礦所生產(chǎn)的原煤為優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤適合做進(jìn)一步深加工，經(jīng)濟(jì)效益明顯，是碳化硅、碳粒砂、人造剛玉、人造石墨、電極、電石和炭素等產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原材料。
圖1 演馬莊礦
洗煤是原煤深加工的第一步，演馬莊礦現(xiàn)有年處理原煤120萬(wàn)噸的洗煤廠。為了降低對(duì)周邊環(huán)境的污染，大力推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，加大環(huán)保技改投入。近幾年來(lái)，增添和更新改造各類環(huán)保設(shè)施。其中有對(duì)在洗煤工藝有重要作用的的空氣壓縮機(jī)的變頻技術(shù)改造。該改造方案由有多年現(xiàn)場(chǎng)工況經(jīng)驗(yàn)和變頻器設(shè)計(jì)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的HARVEST高壓變頻器廠家指導(dǎo)，使用HARVEST-VA06/040的矢量控制型高壓變頻器。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，該型號(hào)高壓變頻器運(yùn)行可靠，滿足該礦對(duì)不斷上升的產(chǎn)能要求，并在節(jié)能方面取得顯著效果，為企業(yè)節(jié)約大量成本。
二、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
2.1 現(xiàn)場(chǎng)工況
演馬莊礦洗煤廠使用的是三臺(tái)廣東正力生產(chǎn)的螺桿式空氣壓縮機(jī)為洗煤工藝供應(yīng)壓縮空氣。三臺(tái)空壓機(jī)并聯(lián)運(yùn)行兩用一備配置，在母管出口安裝儲(chǔ)氣罐，通過(guò)管道連接到現(xiàn)場(chǎng)，為了減少現(xiàn)場(chǎng)氣壓波動(dòng)在現(xiàn)場(chǎng)安裝緩沖罐。該空壓機(jī)及配套電機(jī)參數(shù)
2.2改造方案
空壓機(jī)是洗煤工藝的主要設(shè)備，一旦設(shè)備不能正常運(yùn)行，不但影響生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還有可能威脅到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員的人身安全;另外，調(diào)速系統(tǒng)工作的環(huán)境比較惡劣;所以，和空氣壓縮機(jī)配套的高壓調(diào)速系統(tǒng)，要求具有極高的可靠性。基于以上工作特點(diǎn)，對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)的主要要求如下：
1)要求變頻器要有高可靠性，長(zhǎng)期運(yùn)行無(wú)故障。
2)要求變頻器有旁路功能，一旦出現(xiàn)故障，可切換運(yùn)行。
3)調(diào)速范圍要大，效率要高。
4)有防止突發(fā)故障及壓縮機(jī)喘震功能。
5)故障保護(hù)措施靈敏可靠。
經(jīng)過(guò)廠商共同分析最后決定使用利德華福HARVEST-VA06/040高壓變頻器，通過(guò)雙方技術(shù)人員的合作，共同制定了空氣壓縮機(jī)的變頻改造方案，改造方案如下：
配套HARVEST-高壓變頻器參數(shù)
有工頻控制系統(tǒng)，二號(hào)空壓機(jī)由變頻器控制運(yùn)行。二號(hào)變頻器根據(jù)輸出壓力采樣反饋值做閉環(huán)控制。為了保證采樣信號(hào)的準(zhǔn)確性實(shí)時(shí)性壓力傳感器安裝在現(xiàn)場(chǎng)緩沖罐入口處。二號(hào)變頻器根據(jù)用氣量情況自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出頻率不僅僅起到了穩(wěn)定氣壓的目的，而且還實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制無(wú)需人員職守，還大大節(jié)省人力資源。
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控制系統(tǒng)
用戶原來(lái)控制方式為人工在空壓機(jī)房值班，隨時(shí)查看儲(chǔ)氣罐壓力表，根據(jù)壓力大小確定是否啟停壓縮機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)噪音大工人工作環(huán)境差，壓力控制精度差。經(jīng)過(guò)本次改造后用戶采用了PLC集中控制，和變頻器閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)的方案，空壓機(jī)房實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守，并且壓力調(diào)節(jié)精度高，空壓機(jī)機(jī)械磨損減小還起到了省電節(jié)能的效果?，F(xiàn)場(chǎng)控制圖如下：
通過(guò)上位機(jī)操作由PLC柜發(fā)送操作指令高壓柜給變頻器送電，然后通過(guò)上位機(jī)操作變頻器的啟停操作，變頻器啟動(dòng)后根據(jù)壓力變送器的反饋量進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)維持緩沖罐入口的壓力穩(wěn)定。
在整個(gè)工作過(guò)程中，無(wú)論負(fù)載用氣量的大小空壓機(jī)都不會(huì)停機(jī)，而是降低運(yùn)行頻率減少了頻繁啟停操作對(duì)設(shè)備造成的沖擊。由于用戶所使用的是螺桿式空氣壓縮機(jī)，屬于等容式風(fēng)機(jī)所以最大出口壓力不會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)速的降低而降低，只要保證能夠在螺桿上形成油膜保證壓縮機(jī)潤(rùn)滑即可，因此根據(jù)實(shí)際情況將變頻器的最低運(yùn)行頻率設(shè)定在10Hz以保證設(shè)備的潤(rùn)滑。變頻器在出廠前均經(jīng)過(guò)滿載的整機(jī)出廠檢驗(yàn)和調(diào)試，因此調(diào)試、上電運(yùn)行都進(jìn)行順利，一次投運(yùn)成功，目前變頻器一直可靠運(yùn)行。
設(shè)備運(yùn)行變頻器調(diào)速后，主要優(yōu)越性表現(xiàn)在：
1)運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。
2)節(jié)能效果顯著。
節(jié)能效果分析：
綜合以上實(shí)際數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)工況，設(shè)備平均全載率為70% ;按照年運(yùn)行330天計(jì)算節(jié)電量如下計(jì)算：346832.64
P全載=1.732x6000x7x0.86=62.56kW
P少載=1.732x6000x9x0.86=80.43kW
全年節(jié)電量為W=62.56x330x24x0.7+80.43x330x24x0.3=537934.32kW/h
按照0.65元每千瓦時(shí)的電價(jià)，該次改造年節(jié)約電費(fèi)為 35萬(wàn)余元，變頻改造后節(jié)能效果顯著。
3)變頻器自身保護(hù)功能靈敏，同原來(lái)繼電保護(hù)比較，保護(hù)功能更多，更靈敏，大大加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備的保護(hù)。
4)變頻器不僅適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力強(qiáng)，而且對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。
5)變頻器及設(shè)備運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，改善工人工作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)和諧發(fā)展。
四、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上分析，我公司400kW變頻器在洗煤廠空壓機(jī)上應(yīng)用的節(jié)能效果明顯。而且實(shí)現(xiàn)了無(wú)人職守改善了工人勞動(dòng)環(huán)境，空氣壓力調(diào)節(jié)精度更高自動(dòng)化控制程度更高。并且在節(jié)能的同時(shí)降低了設(shè)備的轉(zhuǎn)速減少了機(jī)械磨損，產(chǎn)生了更多的衍生效益。
（轉(zhuǎn)載）
