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高压变频器在铜矿沙浆泵上的使用(-2)

2016-06-30 17:20:00
Application of High Voltage Inverter on Copper Mortar Pump
                                      珲春紫金矿业有限公司  景文起
                                                             Jing Wenqi
新风光电子科技股份有限公司  胡令芝  王鹏
Hu Lingzhi  Wang Peng

 
摘  要:本文引见了风景牌高压变频器在珲春紫金矿业有限公司沙浆泵上的使用状况。成果表白,接纳高压变频器对沙浆泵装备停止调速节能革新,具有优良的经济效益和社会效益。
关键词:高压变频器  沙浆泵  液力耦合器  节能  
Abstract: This paper introduces the Fengguang brand high-voltage inverter in Hunchun Zijin Mining Co., the application of slurry pump. The results show that the high-voltage inverter for slurry pump speed energy-saving equipment, with good economic and social benefits.
Key words: High voltage inverter  Slurry pump  Energy saving  Application
1 弁言
珲春紫金矿业有限公司系紫金矿业集团股份有限公司(A股和H股两地上市公司)的全资子公司,颠末几年来的迅猛开展,珲春紫金矿业曾经成为紫金矿业集团的主要利润增长点。2015年营业额10亿阁下。该矿有三条矿石处置生产线,1条9500t,1条4500t,1条10000t,日处置矿石20000t阁下。
砂泵站的设置是2台355kW泵组,2台450kW泵组合计四组矿砂泵(1个机组2台机电,共计8台机电),2用2备用。砂泵站的次要目标是将浮选当前的矿浆排到山上的矿浆池,颠末沉淀当前净水再流下来轮回操纵,保护环境。管道长500m阁下,高低落差100m阁下。因为沙浆比力重,间隔比力远,因而单台水泵的扬程没法子满意需求,以是现场每一组泵都是2台不异功率的2台沙浆泵串连。间接毗连沙浆池的是前端泵,毗连管道纵贯上山的是后端泵。前端泵为工频泵,水阻柜启动,后端泵用液力耦合器调速掌握流量,启动也是用水阻柜。2台机电间接和水阻柜毗连,软启动削减打击。
 
2 革新的必要性
液力耦合器在现场利用历程中,有以下成绩:第一,机电启动艰难,由于沙浆比力重或是沙浆沉淀,形成机电过载庇护,偶然需求3~4次才气完全启动起来;第二,液力耦合器故障率高,保护调养用度比力高;第三,液力耦合器调速安装破坏,无法实现调速掌握,野生操纵调速十分麻烦。该公司指导颠末多方考查,比力液力耦合器调速与高压变频调速2种高压机电调速方法,以为:
(1)高压变频器调速范畴为0-100%,全速度段调速,而液力耦合器的调速范畴普通为40-95%,而液力耦合器今朝曾经不能调速。
(2)高压变频器在全部调速范围内都具有较高的服从(大于96%),而液力耦合器在调速越低时效率越低,自己带来不小的消耗,调速的节能结果大打折扣。
(3)高压变频器对机电及负载机器实现真正的软启动,假如工艺需求,机电能够在短时间内屡次反复启动,液力耦合器不能处理机电启动成绩,启动艰难,而且不能频仍启动。
(4)高压变频器是高科技产品,可靠性高,根本免保护,万一变频器毛病,机电还能够间接挂电网工频运转,不会形成消费丧失,而液力耦合器自己包罗油路,旱路等多套体系,故障率高,液力耦合器一旦发作毛病,负载机器将无法运转,只能停机维修。维修工作量大,形成有用工作时间的收缩。
以是变频调速手艺各方面远远高于液力耦合器调速,按照装备现场情况,变频调速优于其他调速手艺,还有变频革新已十分遍及,手艺十分成熟。该矿颠末招标方法,1#沙浆泵机组高压变频装备拔取新风光电子科技股份有限公司消费的JD-BP38-500F型(500kW/10kV)高压变频器对沙浆泵站机电停止革新,2015年6月15日变频器一次性投入使用,至今运转一般,革新取得了胜利。
本文对风景牌JD-BP38-500F型高压变频器在砂泵站1#沙浆泵的革新状况停止扼要引见。
3现场1#沙浆泵及机电参数
www.x33138.com如表1所示。
表1  机电参数

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3.2浆泵参数如表2所示。
表2  渣浆泵参数


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4 风景JD-BP38系列高压变频体系手艺特性
2007年9月,风景牌JD-BP38系列高压变频器荣获“中国名牌”称呼,新风光电子公司是国度高新技术企业,消费的风景牌JD-BP38系列高压变频器以高速DSP为掌握焦点,接纳无速度传感器矢量掌握手艺、功率单位串连多电平手艺,属高-高电压源型变频器,其谐波目标远小于IEEE519-1992的谐波尺度,输入功率因数高,输出波形质量好,没必要接纳输入谐波滤波器、功率因数抵偿安装和输出滤波器;不存在谐波惹起的机电附加发热和转矩脉动、乐音、输出dv/dt、共模电压等成绩,能够利用一般的异步电机。
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JD-BP38-500F高压变频器技术指标如表3所示。
表3  JD-BP38-500F 高压变频器次要技术指标


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4.2 JD-BP38-500F高压变频器手艺特性
具体来说,风景高压变频器除具有普通一般高压变频器的机能外,还具有以下凸起特性:
(1)高机能矢量掌握,启动转矩大,转矩静态呼应快,调速精度高,带负载能力强,提高了装备运转的安稳性;
(2)振荡抑止手艺,接纳良好的电流算法,有效地抑止轻载机电电流的振荡,包管体系不变可靠的事情;
(3)快速飞车启动手艺,出格适用于变频庇护后的重新启动,可实现变频器在0.1s以内从庇护形态复位从头带载运行;
(4)电网瞬时掉电重启手艺,电网霎时掉电可主动重启,可供给最长60s的等待时间;
(5)星点漂移手艺,检测到单位毛病后,可在100us以内将单位旁路,施行星点漂移手艺,连结输出线电压均衡,最大水平提高电压利用率;
(6)工、变频无扰切换手艺,该手艺可满意多机电综合掌握及大容量机电软启动的需求;能够实现大容量机电双向无扰动投切,能有用包管消费的一般停止;
(7)输出电压主动稳压手艺,变频器及时检测各单位母线电压,按照母线电压调解输出电压,从而实现主动稳压功用;
(8)毛病单位热复位手艺,若单位在运转中毛病,且变频器对其旁路持续运转,此时可在运转中对毛病单位停止复位,没必要等变频器停机;
(9)多种掌握方法,可选择本机掌握、远控盒掌握、DCS掌握,撑持MODBUS、PROFIBUS等通信和谈,频次设定能够现场给定、通信给定等,撑持频次预设、加减速功用;
(10)单位直流电压检测:及时显现检测体系的直流电压,从而实现输出电压的优化掌握,低落谐波含量,包管输出电压的精度,提拔体系掌握机能,并可使包管运转保护职员实现对功率单位运行状况的片面掌握;
(11)单位内电解电容因采纳了公司专利技术,能够将其使用寿命提高1倍;
(12)具有突发相间短路庇护功用。假如因为装备缘故原由及其他缘故原由形成输出短路,此时假如变频器不具有相间短路庇护功用,将会招致重大事故。变频器在发作相似成绩时可以立刻封闭变频器输出,庇护装备不受损伤,制止变乱的发作;
(13)限流功用:当变频器输出电流超越设定值,变频器将主动限定电流输出,制止变频器在加减速历程中或因负载忽然变革而惹起的过流庇护,最大限度削减停机次数;
(14)毛病自复位功用:当变频器因为负载突变形成单位或是整机过电流庇护时,可主动复位,持续运转。
5革新体系计划引见
该矿指导在1#沙浆泵革新中,在处置液力偶合器的成绩上,考虑到该装备故障率高,决议撤除液力耦合器,将机电前移与泵间接毗连。变频器接入原高压开关和拟革新机电之间,变频器掌握接入原有的DCS体系。为了充实包管体系的可靠性,变频器加装了工频旁路安装,1#沙浆泵现有的掌握装备和运转方法仍将保存,掌握回路上设想工频/变频运转切换挑选,工/变频挑选由野生切换操纵,实现1#沙浆泵在工频或变频运转。
经由过程今朝已有的DCS体系可显现变频器的运转数据和当前形态,及时监控体系运转。操纵方面,有长途掌握和当地掌握2种掌握的方法,这2种掌握方法可提高体系的安全机能。变频器内置PLC,用于柜体内开关旌旗灯号的逻辑处置,以及与现场各类操纵旌旗灯号和形态旌旗灯号(如RS-485)的和谐,而且能够按照用户的需求扩大掌握开关量,加强了体系的灵活性。
6恒液位控制系统道理、PID设定
因为该公司需求对矿浆池液位停止掌握,因而接纳恒液位闭环控制,其事情道理框图如附图所示,丈量元件为超声波液位计,将它安装在矿浆池,Vi为需设定液位值,超声波液位计丈量液位V作为输出量,组成闭环控制系统。变频器经由过程收罗液位计丈量V与用户给定值Vi停止比力和运算,经由过程内置PID停止调解,将成果转换为频次调理旌旗灯号送至变频器,直至到达给定液位的给定值Vi。

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附图 恒液位闭环控制道理框图
(1)在PID掌握中,P系数加大,能够放慢调理速度。但假如过大,体系简单因超调而震动。若P太小,又会使体系的行动迟缓。P可正可负。假如比例系数为正,那么该回路为正感化回路;假如比例系数为负,那么该回路为反作用回路。本变频器P设定为0.35。
(2)积分I的感化次要是消弭体系的静态偏差。但过强的积分感化使闭环体系超调加大。以是在调理历程早期,应削弱积分感化,避免发生积分饱和征象;而到历程前期,应恰当加强积分感化,以提高掌握精度。本变频器I设定为10.0。
风景高压变频器内置PID功用,此中PID 构造参数具有以下挑选方法:
0:比例 PID 掌握只比例增益起作用;
1:积分 PID 掌握只积分增益起作用;
2:比例+ 积分 PID 掌握比例增益和积分增益同时起作用;
3:比例+ 积分+ 微分 PID 掌握比例增益、积分增益和微分增益同时起作用。
本变频器PID构造功用挑选2,比例+积分 PID 掌握比例增益和积分增益同时起作用,完整能够满意恒液位闭环控制系统的掌握要求,不需要设定微分参数。
7 变频器调试及运转状况
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在调试历程中,要留意以下事项:
(1)高压变频器革新掌握的是后端泵,后端泵由前端泵是工频启动被带着动弹。因而后端泵利用变频器启动时需求利用飞车启动模式。
(2)停机的时分因为矿浆后座简单带着水泵反转,停机模式设为自在泊车。
(3)该1#沙浆泵变频革新后,频次普通运转在38Hz-48Hz之间。经由过程测试发明变频器运转在38Hz以下打不出矿浆,以是我们把最低频次限定在38Hz。
7.2运转状况
1#沙浆泵变频节电革新后,2015年6月中旬,正式投入消费,至今运转一般。体系到达了预期的结果:施行变频革新后,沙浆泵总用电量有较着降落,装备实现了软起动,改进了装备的运转工况,极大地减轻了沙浆泵起动时对供配电体系的打击。
为了比照变频革新节能状况,在不异产量下,对工频、变频响应的运转数据停止了一周统计,1#沙浆泵的运转数据如表4所示。
表4 1#沙浆泵的运转数据


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革新后,1#沙浆泵的节电率为:(320.3-256.3)/320.3=20.0%,该沙浆泵年运转工夫按300天,天天运转24h。按0.5元/kW• h计较,年节省电费:
(320.3-256.3)kW×24h×300d×0.5元/ kW• h =230400元。
除了节能效果显著外,还具有以下结果:
(1)保护量削减。接纳变频调速后,大部分工夫里,泵的运转转速大大低于泵的额定转速。因为泵启动迟缓及转速的低落,削减了泵的零部件密封、轴承的磨损,响应地耽误了泵的期限。
(2)事情强度低落。革新后接纳恒液位掌握,就不消调理出口阀,操纵事情由手动转变为主动、监控,完整实现消费的无人操纵,大大减轻了工人的劳动强度。
(3)现场乐音大大低落,有用改进现场的运转情况,运转职员反应优良;便于实现泵机组控制系统自动化管理。
8 结束语
珲春紫金矿业有限公司1#沙浆泵变频器正式投产以来,不只节省了大量电能,低落了运转本钱;并且提高了事情运转工夫,为矿业公司一般消费供给了强有益的保障。在后续的装备革新中,又采购了新风光的2台高压变频器。跟着国度今朝对节能减排工作力度空前加大,市场竞争的加剧,企业经由过程各类方法降本增效,此中变频调速手艺起到了主要的感化,变频调速已迎来成熟开展期间。
参考文献
新风光电子使用手册[Z] 新风光电子科技股份有限公司。

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