矿业企业节能降耗系统解决方案.pdf

第 3 5 卷 2 0 0 7 年第9 期 经 验 1 8 0 Mining Processing Equipment 1 8 0 2 切削参数 切削速度 v 3 0 m / m i n ， 进给量 s 0 . 3 4 m m / r ，刀削深 度 t 5 . 5 m m 。 3 注意事项 1 钻头体与刀排一定要拧紧，不可有松动。 2 钻头中心与车头及中心架的中心应在同一轴线上。 4 冷却润滑 1 冷却液为 5 0 ％ 机油加上 5 0 ％ 柴油。 2 油泵流量为 3 0 k g / m i n ，压力为 6 0 N 。□ 收稿日期2 0 0 7 - 0 2 - 0 7 修改稿日期2 0 0 7 - 0 6 - 1 3 矿业企业节能降耗系统 解决方案 欧阳军钢 万洲电气集团有限公司技术部 湖北襄樊 4 4 1 0 0 0 论文编号1 0 0 1 - 3 9 5 4 2 0 0 7 0 9 - 0 1 8 0 - 1 8 1 我 公司生产的 W P 5 静止式进相器、W A P 新型静止式进 相器、 W D J 6 系列电机节电器、W Y Q 6 系列液体电阻 起动器以及 W G Q 7 系列固态软起动器等高新技术产品在我国的 水泥、建材、钢铁等高耗能行业中，已经得到广泛的应用，取 得了显著的节能降耗效果。我们在总结这些应用技术经验的基 础上，针对选矿生产设备工艺流程特点，围绕大型绕线电机的 起动补偿以及中小型笼型电机起动运行过程中的节能降耗，制 定了一套在选矿生产线上配合运用的全新节能降耗技术解决方 案。方案经国内多条铁选矿生产线具体运用，取得了显著的节 能降耗效果，大幅度提高了企业效益。 1 选矿基本工艺与节能环节 选矿生产线的基本工艺流程主要包括以下环节 破碎系 统、碎磨系统、磁选机、高频筛、磁聚机。本系统节能方案在 整个生产线所采用的节能新技术、新产品概述如下 1 采用 W D J 2 型电机节电器控制破碎机动力驱动电机， 自动跟踪监测破碎机的负载状况 大小 ，实现电机输入功率的 自动实时调整和电机功率因数的自动提高，从而最大限度地降 低电机能耗，其节能率可达 5 ～1 8 ； 2 在磨矿阶段，采用 W Y Q 6 液体起动器作为电机起动 器，可将起动电流控制在 1 . 3 倍额定电流以下，大大提高了电 机及传动设备的使用寿命；而用 W P 5 静止式进相器对球磨机电 机进行降流补偿，可降低电机运行电流 1 5 ～2 0 ，使电机过 载能力达到 1 2 0 ，增加磨机装球量，提高磨机处理能力，同时 提高电机功率因数至 0 . 9 5 ～0 . 9 9 ，节省无功损耗 6 0 以上； 3 进行磨矿分级自动控制，提高磨机台时能力； 4 在选矿企业的一些泵类负载上，配置 W G Q 7 软起动 器，可降低起动过程中的损耗，大大减小电机起动过程中对变 压器容量的需求，规划合理，甚至可以使变压器减台运行，是 选矿环节中最为重要的节能措施之一； 5 将纯线圈式脱磁方式改为脉冲式脱磁器，产量可提高 5 左右，品位可提高 2 ； 6 采用高性能高频筛控制柜提高筛分效率。 2 系统节能新产品技术介绍 1 电机在满负荷工况条件下其效率和功率因数较高，随 着负荷的的下降，电机电流随之下降。但是与电机端电压平方成 正比的不变损耗部分 主要是铁耗 却保持不变，励磁电流保持 不变，所以电机效率和功率因数下降。W D J 2 系列电机智能节 电器是我公司利用现代高科技微电脑控制技术和可控硅控制技 术针对鼠笼电机节能降耗而设计的新一代节能产品。通过计算 机芯片内置的专用优化节电软件，自动跟踪监测电机负载状况， 进而自动实时调整电机输入功率，与负载大小达到最佳匹配，始 终使电机处于经济运行状态，具有非常明显的节能效果。一般 电动机空载节电率在 6 0 左右，综合节电率视应用对象不同在 5 ～1 8 左右。现已在水泥、石油、化工、冶金等轻、变负载 的 1 5 ～5 0 0 k W 鼠笼式三相异步电机上得到广泛应用。 2 在目前绝大多数选矿企业的碎磨环节中，球磨机主驱 动电机都为大型绕线式异步电动机，这也是选矿企业中电能耗 的主要成分，W Y Q 6 系列液体电阻起动器就是在被控绕线电动 机的转子回路中串入特殊配制的电解液作为电阻，并通过调整 电解液的浓度及改变两极板的距离使串入电阻阻值在起动过程 中始终满足电机机械特性对串入电阻值的要求，从而使电动机 获得最大起动转矩及最小起动电流，进而平稳起动。具体工作 过程是在主电机起动前，液体电阻自动投入；主电机起动 时，动极板在一小功率伺服电机的带动下缓慢移动，改变两极 板之间的距离，使串入转子回路的液体电阻阻值变化满足上述 条件，电机转速升高。当两极板之间距离最小时，电机转速达 到额定转速，将液体电阻短接，完成起动过程，转入运行状 态。 W P 5 静止式进相器工作原理如图１。 从图１可以看出 W P 系列静止式进相器是串接在电机转子 回路中的。当电机运行进相时，进相器通过转子电流传感器采 集到的转子电流信号及工频电压提供的同步信号经过单片机的 处理，适时发出触发指令经过触发板的放大，控制由 1 2 只晶闸 管组成的交- 交变频装置，将工频电源变为和转子电流同频率， 相位超前的电势叠加到电机转子回路中。 W P 5 静止式进相器应用在大型绕线电机上，能大大降低电 机运行电流，幅度达 1 0 ～2 0 ，降低线损、铜损达 2 0 ～ 3 0 ，提高电机功率因数，可达到 0 . 9 5 ～0 . 9 9 ，无功损耗可降 低 6 0 以上，从而大幅度降低企业的无功需求量。 3 W G Q 7 系列电机固态软起动器，是从电机的定子回路 采集电流和电压信号，通过计算机优化处理后，控制三路双向 可控硅的导通状态，进而控制电机的起动电流和电机运行时的 输入功率，实现电机软起动，并且有自动跟踪电机负载变化、 自动调节输入功率的功能，达到节能降耗的目的。 W G Q 7 软起动装置具有恒流软起动、电压斜坡起动、脉冲 突跳起动三种起动方式，起动过程平滑，起动电流小，起动时 间短；具有自由停车和软停车两种停车方式；具有可靠的自动 保护功能，在 2 s 内对电机缺相故障予以保护，可在 0 ～5 0 s 范围内 时间可调 对电机过载故障予以保护，性能远优于热继 电器保护，且显示器显示相应的故障代码；具有 D C S 远控接口 和计算机 R S 4 8 5 接口，可实行集中监控；结构紧凑，安装操作 方便。 图 W P 5 静止式进相器工作原理图 第3 5 卷 2 0 0 7 年第9 期 1 8 1 经 验 Mining Processing Equipment 1 8 1 3 应用实例 西洋鼎洋是一个中型铁选矿企业，在其生产初期，由于球 磨机处理能力较低，设备不很先进，自动化程度不高，用电管 理不十分严格等诸多因素影响，选矿用电单耗一直偏高，最高 电耗达到了 4 8 k W h / t ，使选矿成本居高不下，高的用电单耗 既增加了生产成本，降低了矿山经济效益，还影响企业 的发展。根据上述情况，结合我公司 W A P 、W V P 和 W P 5 系列静止式进相器、WYQ6 系列液体电阻起动器、 W G Q 7 固态软起动器以及 W D J 2 系列电机节电器在我国 高耗能行业中的使用经验，协助该企业进行了以下全新 选矿节能降耗技术改造。 3 . 1 采用 W D J 2 型电机节电器 该厂破碎系统中破碎机负载变化幅度较大，电机经 常处于 “大马拉小车” 的工作状态，采用 W D J 2 系列电机 节电器，其中 8 台破碎机中采用了 7 台 W D J 2 节电器， 具有明显的节能效果，其节能率达到 5 ～1 8 。按照平 均 8 的节能效果，3 台 1 1 0 k W / 3 8 0 V 和 4 台1 3 5 k W / 3 8 0 V 电机 2 0 0 6 年上半年度节省电能 9 8 8 0 0 0 k W h 同 比上年度 ，电价按 0 . 3 0 元/ k W h 计算，破碎车间提高 效益 2 9 6 4 0 0 元。 3 . 2 球磨机电机的无功补偿 该厂由于生产线设计不是特别合理，球磨机经常在 不同的时期内负荷不同，很少处于满负荷运行状态，普 遍存在着 “大马拉小车” 的现象，全厂功率因数非常低 下，只有 0 . 8 5 ，加上供电部门考核严厉，增加了电费支 出。经改造球磨机采用 W P 5 系列进相器作为补偿设备， 使每台电机的功率因数达到 0 . 9 6 以上。该厂 1 2 台 1 2 5 0 k W / 6 k V 和 4 台 4 5 0 k W / 6 k V 球磨机全部采用 W P 5 进 相器补偿，而另外 1 台1 3 5 k W / 3 8 0 V 破碎电机采用 W V P 变负载进相器进行补偿。每台无功节省 6 0 以上，电机 运行电流降低 1 5 左右，彻底解决了 3 台变压器负荷超标、 发热严重需增容的问题，大大减少了投资。在 7 个月内该厂设 备改造成本全部收回。 图 3 3 . 3 采用 W Y Q 6 和 W G Q 7 系列电机起动设备 该厂球磨机驱动电机全部采用液体电阻起动器作为起动设 备，水泵起动则采用 W G Q 7 软起动装置，该装置放入外围柜体 内，分别采用一拖一和二拖二控制方案 见图２和图３ ，其中二 拖二方案具有两台装置的互相备用特点，进一步增强了可靠性， 有无可比拟的性价比优势 总计采用 6 套 2 0 0 k W / 3 8 0 V 型 。 通过采用这些起动设备，使磁选车间低压变压器的容量要 求大大降低，并使一台老式 5 0 0 k V A 油变退出运行，仅此一 项将使磁选车间 2 0 0 6 年上半年度节省电能 1 1 3 6 0 0 0 k W h 同 比上年度 ，按电价按 0 . 3 0 元/ k W h 计算，提高效益 3 4 0 8 0 0 元。 4 结语 上述改造方案中涉及到的工艺主机机械设备，都由本公司 推荐采用，而电气设备都为本公司研发制造，其中 W P 5 、 W A P 、W V P 进相器，W G Q 7 软起动装置和 W D J 6 电机节电器 都为具有自主专利知识产权产品。□ 收稿日期2 0 0 7 - 0 6 - 2 6 图 2 低 压配电系统担负着直接向设备配电的任务，其配电方式 直接影响着各个设备的供电可靠性和用电质量，应注意 简化线路，适应生产变化及设备检修。 1 改造前状况 改造前我公司 8 0 0 t 选矿厂低压配电系统的运行状况及配 论文编号1 0 0 1 - 3 9 5 4 2 0 0 7 0 9 - 0 1 8 1 - 1 8 2 低压配电系统改造实践 石军志 金堆城钼业汝阳有限公司生产技术部 河南汝阳 4 7 1 2 3 1