一、前言

　　重介選煤因其投資少，建設(shè)周期短，洗選深度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點(diǎn)，越來越多地被煤炭加工企業(yè)所采用。生產(chǎn)過程中，關(guān)鍵設(shè)備介質(zhì)泵能否實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)，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(tuán)公司2002年度，在汪家寨選煤廠，二塘選煤廠的技改中使用的四臺(tái)介質(zhì)泵（介質(zhì)泵參數(shù)詳見表一）因工期等原因未配置調(diào)速裝置。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，只能靠調(diào)節(jié)進(jìn)口閘門和分流來滿足入口壓力的要求。這種方法使得介質(zhì)泵運(yùn)行狀態(tài)變差，泵經(jīng)常工作在臨界狀態(tài)或非工作區(qū)。設(shè)備長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行，運(yùn)行振動(dòng)大，起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，喘振嚴(yán)重，停泵時(shí)存在嚴(yán)重的"水錘"作用。工藝設(shè)計(jì)中，泵出口未設(shè)閘門，介質(zhì)比重大、濃度高、揚(yáng)程高，泵的工況極差，造成供電設(shè)備功耗大、溫升偏高。致使設(shè)備磨損加大，維修量增加。運(yùn)行中多次發(fā)生泵體機(jī)封損壞，軸承損壞，甚至發(fā)生過高鉻合金葉輪因溫度過高炸裂，電機(jī)起動(dòng)過程中繞組端部擊穿等現(xiàn)象，對(duì)正常生產(chǎn)造成很大影響。要解決這一問題，僅靠切割葉輪外徑和改變?nèi)~輪規(guī)格，用損失富裕揚(yáng)程的辦法，不能有效地提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性（一般設(shè)計(jì)時(shí)選擇百分之五到百分之十的余量）。因此，只有實(shí)現(xiàn)介質(zhì)泵調(diào)速，才能滿足工藝的最佳要求。

    表1

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　設(shè)備參數(shù)表

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

二、設(shè)備選型

　　高壓大功率交流鼠籠式異步電機(jī)無級(jí)調(diào)速的方案一般有兩種：

　　　　1、變頻調(diào)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(diào)速。

　　現(xiàn)將該設(shè)備的三種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較，以便設(shè)備選型。

    表2

　　　　　　　　　　　　　　　　　　調(diào)速方案比較

比較項(xiàng)目	高－高變頻調(diào)速	高－低變頻調(diào)速	液力耦合器調(diào)速
初投資比較	較高	中	較低
安裝試運(yùn)行工期	10天	30天	30天
檢修工作量	結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)水平高	結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)水平高	大
運(yùn)行費(fèi)用	低	較低	高
經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性	高	較高	差

　　高-低方式變頻調(diào)速與直接高-高方式相比：工期長(zhǎng)，需更換電機(jī)、電纜、增設(shè)開關(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(jī)。現(xiàn)在老鷹山選煤廠介質(zhì)泵（250KW，380V）即選擇低壓變頻方案，初投資11萬元，選型為成都森蘭BT12S系列315KW，電機(jī)電壓380V，經(jīng)幾年來的運(yùn)行情況來看是比較可靠的。

　　液力耦合器作為介質(zhì)泵的調(diào)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(diào)速范圍有限，效率較低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)距小，傳動(dòng)中有功率損失且日常運(yùn)行費(fèi)用高、工期長(zhǎng)，電機(jī)無法實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)等缺點(diǎn)。

　　高壓變頻調(diào)速安裝工期短，運(yùn)行費(fèi)用低，可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制，技術(shù)含量高且故障率低，可實(shí)現(xiàn)一拖二運(yùn)行并有工頻旁路，因此，運(yùn)行可靠性高，這也是煤礦生產(chǎn)的重要條件，另外，該設(shè)備起動(dòng)力矩大，滿足工藝要求，適應(yīng)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(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速改造。

　　我們對(duì)廠家提供的主要參數(shù)進(jìn)行比較，列表3如下：
 
    表3
　　
　　　　　　　　　　　　　　高壓變頻器技術(shù)參數(shù)比較

比較項(xiàng)目	國(guó)外某廠家	北京利德華福
起動(dòng)力矩	150%	150%
功率因數(shù)	＞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(jī)	變頻電機(jī)	普通電機(jī)
交貨期	6個(gè)月	100天
主機(jī)壽命	10年	15年
報(bào)價(jià)	高	低

三、設(shè)備運(yùn)行情況

　　經(jīng)過方案反復(fù)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(hào)為HARSVERT-A06/070。

　　現(xiàn)將介質(zhì)泵實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，ST—AH—14/12泵的特性曲線和比例定律計(jì)算結(jié)果列表4。

    表4

	揚(yáng)程（M）		頻率（赫/秒）		調(diào)速器消耗功率（KW）	節(jié)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(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
	60	52	585	500	30	40

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

　　　　設(shè)備運(yùn)行時(shí)間20h/日，電價(jià)按0.40元/kwh計(jì)算，年運(yùn)行300日，年節(jié)約電費(fèi)為：55×0.4×20×300＝13.2萬元

　　　　減少設(shè)備磨損,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命約4萬元/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(hù)產(chǎn)品質(zhì)量，其間接效益更為明顯。　　　　入選煤質(zhì)好時(shí)，采用44赫運(yùn)行時(shí),投資回收期僅二年。

四、結(jié)束語

　　2003年貴州水城礦業(yè)集團(tuán)公司通過招標(biāo)，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(yùn)行，經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果明顯，極大地改善了介質(zhì)泵工況，滿足了工藝的要求，實(shí)踐證明選擇該方案是成功的。
　　高壓大功率異步電機(jī)變頻器在煤礦介質(zhì)泵的使用，從現(xiàn)有資料查閱表明，該類型設(shè)備系貴州省首家選用，全國(guó)同行業(yè)首家選用，具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。