一、前言

　　重介選煤因其投資少，建設周期短，洗選深度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩定，經(jīng)濟效益明顯等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多地被煤炭加工企業(yè)所采用。生產(chǎn)過(guò)程中，關(guān)鍵設備介質(zhì)泵能否實(shí)現調速運轉，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)集團公司2002年度，在汪家寨選煤廠(chǎng)，二塘選煤廠(chǎng)的技改中使用的四臺介質(zhì)泵（介質(zhì)泵參數詳見(jiàn)表一）因工期等原因未配置調速裝置。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，只能靠調節進(jìn)口閘門(mén)和分流來(lái)滿(mǎn)足入口壓力的要求。這種方法使得介質(zhì)泵運行狀態(tài)變差，泵經(jīng)常工作在臨界狀態(tài)或非工作區。設備長(cháng)期滿(mǎn)負荷運行，運行振動(dòng)大，起動(dòng)時(shí)間長(cháng)，喘振嚴重，停泵時(shí)存在嚴重的"水錘"作用。工藝設計中，泵出口未設閘門(mén)，介質(zhì)比重大、濃度高、揚程高，泵的工況極差，造成供電設備功耗大、溫升偏高。致使設備磨損加大，維修量增加。運行中多次發(fā)生泵體機封損壞，軸承損壞，甚至發(fā)生過(guò)高鉻合金葉輪因溫度過(guò)高炸裂，電機起動(dòng)過(guò)程中繞組端部擊穿等現象，對正常生產(chǎn)造成很大影響。要解決這一問(wèn)題，僅靠切割葉輪外徑和改變葉輪規格，用損失富裕揚程的辦法，不能有效地提高運行的經(jīng)濟性（一般設計時(shí)選擇百分之五到百分之十的余量）。因此，只有實(shí)現介質(zhì)泵調速，才能滿(mǎn)足工藝的最佳要求。

    表1

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　設備參數表

介 質(zhì) 泵		電 機
廠(chǎng)家	石家莊水泵廠(chǎng)	廠(chǎng)家	湖北電機廠(chǎng)
型號	ST—AH—14/12	型號	Y—500—10
功率	560KW	功率	560KW
流量	1600M3/h	電壓	6KV
揚程	55M	電流	69A

二、設備選型

　　高壓大功率交流鼠籠式異步電機無(wú)級調速的方案一般有兩種：

　　　　1、變頻調速，該方案又分為直接高-高方式和高－低方式。

　　　　2、液力耦合器調速。

　　現將該設備的三種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟性比較，以便設備選型。

    表2

　　　　　　　　　　　　　　　　　　調速方案比較

比較項目	高－高變頻調速	高－低變頻調速	液力耦合器調速
初投資比較	較高	中	較低
安裝試運行工期	10天	30天	30天
檢修工作量	結構復雜、技術(shù)水平高	結構復雜、技術(shù)水平高	大
運行費用	低	較低	高
經(jīng)濟技術(shù)合理性	高	較高	差

　　高-低方式變頻調速與直接高-高方式相比：工期長(cháng)，需更換電機、電纜、增設開(kāi)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?，F在老鷹山選煤廠(chǎng)介質(zhì)泵（250KW，380V）即選擇低壓變頻方案，初投資11萬(wàn)元，選型為成都森蘭BT12S系列315KW，電機電壓380V，經(jīng)幾年來(lái)的運行情況來(lái)看是比較可靠的。

　　液力耦合器作為介質(zhì)泵的調速裝置，具有以下特點(diǎn)：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(dòng)軸之間有較大的安裝誤差。但耦合器也具有檢修工作量大，調速范圍有限，效率較低，啟動(dòng)轉距小，傳動(dòng)中有功率損失且日常運行費用高、工期長(cháng)，電機無(wú)法實(shí)現軟啟動(dòng)等缺點(diǎn)。

　　高壓變頻調速安裝工期短，運行費用低，可實(shí)現閉環(huán)自動(dòng)控制，技術(shù)含量高且故障率低，可實(shí)現一拖二運行并有工頻旁路，因此，運行可靠性高，這也是煤礦生產(chǎn)的重要條件，另外，該設備起動(dòng)力矩大，滿(mǎn)足工藝要求，適應工況差的環(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進(jìn)行調速改造。

　　我們對廠(chǎng)家提供的主要參數進(jìn)行比較，列表3如下：
 
    表3
　　
　　　　　　　　　　　　　　高壓變頻器技術(shù)參數比較

比較項目	國外某廠(chǎng)家	北京利德華福
起動(dòng)力矩	150%	150%
功率因數	＞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	變頻電機	普通電機
交貨期	6個(gè)月	100天
主機壽命	10年	15年
報價(jià)	高	低

三、設備運行情況

　　經(jīng)過(guò)方案反復比較，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。

　　現將介質(zhì)泵實(shí)際運行數據，ST—AH—14/12泵的特性曲線(xiàn)和比例定律計算結果列表4。

    表4

	揚程（M）		頻率（赫/秒）		調速器消耗功率（KW）	節省功率（KW）
	前	后	前	后
變頻器	60		50	47	12	55
			50	44	23	150
液力偶合器	前	后	轉速（轉/分）
	60	52	585	500	30	40

　　入選煤質(zhì)較差時(shí)，變頻器選定47赫計算其經(jīng)濟效益如下：

　　　　設備運行時(shí)間20h/日，電價(jià)按0.40元/kwh計算，年運行300日，年節約電費為：55×0.4×20×300＝13.2萬(wàn)元

　　　　減少設備磨損,延長(cháng)設備使用壽命約4萬(wàn)元/年。

　　　　因變頻器可靠性高，減少了維修時(shí)間和影響生產(chǎn)時(shí)間，保護產(chǎn)品質(zhì)量，其間接效益更為明顯?！　　　∪脒x煤質(zhì)好時(shí)，采用44赫運行時(shí),投資回收期僅二年。

四、結束語(yǔ)

　　2003年貴州水城礦業(yè)集團公司通過(guò)招標，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行，經(jīng)濟技術(shù)效果明顯，極大地改善了介質(zhì)泵工況，滿(mǎn)足了工藝的要求，實(shí)踐證明選擇該方案是成功的。
　　高壓大功率異步電機變頻器在煤礦介質(zhì)泵的使用，從現有資料查閱表明，該類(lèi)型設備系貴州省首家選用，全國同行業(yè)首家選用，具有國內先進(jìn)水平。