摘要：本文介紹了HARVEST高壓變頻器在煤礦洗煤廠的應用情況，應用結果表明HARVEST高壓變頻器不僅為企業(yè)節(jié)省了大量的能源，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排的目標，更能為企業(yè)在提倡綠色環(huán)保的今天獲得更大的社會效益。
關鍵詞：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焦煤分公司，始建于1958年,每年可生產原煤90萬噸。該礦所生產的原煤為優(yōu)質無煙煤適合做進一步深加工，經(jīng)濟效益明顯，是碳化硅、碳粒砂、人造剛玉、人造石墨、電極、電石和炭素等產品的優(yōu)質原材料。
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120萬噸的洗煤廠。為了降低對周邊環(huán)境的污染，大力推進技術創(chuàng)新，加大環(huán)保技改投入。近幾年來，增添和更新改造各類環(huán)保設施。其中有對在洗煤工藝有重要作用的的空氣壓縮機的變頻技術改造。該改造方案由有多年現(xiàn)場工況經(jīng)驗和變頻器設計研發(fā)經(jīng)驗的HARVEST高壓變頻器廠家指導，使用HARVEST-VA06/040的矢量控制型高壓變頻器。經(jīng)過驗證，該型號高壓變頻器運行可靠，滿足該礦對不斷上升的產能要求，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、項目簡介
2.1 現(xiàn)場工況
演馬莊礦洗煤廠使用的是三臺廣東正力生產的螺桿式空氣壓縮機為洗煤工藝供應壓縮空氣。三臺空壓機并聯(lián)運行兩用一備配置，在母管出口安裝儲氣罐，通過管道連接到現(xiàn)場，為了減少現(xiàn)場氣壓波動在現(xiàn)場安裝緩沖罐。該空壓機及配套電機參數(shù)
2.2改造方案
空壓機是洗煤工藝的主要設備，一旦設備不能正常運行，不但影響生產，造成巨大的經(jīng)濟損失，還有可能威脅到現(xiàn)場生產人員的人身安全;另外，調速系統(tǒng)工作的環(huán)境比較惡劣;所以，和空氣壓縮機配套的高壓調速系統(tǒng)，要求具有極高的可靠性?；谝陨瞎ぷ魈攸c，對變頻調速系統(tǒng)的主要要求如下：
1)要求變頻器要有高可靠性，長期運行無故障。
2)要求變頻器有旁路功能，一旦出現(xiàn)故障，可切換運行。
3)調速范圍要大，效率要高。
4)有防止突發(fā)故障及壓縮機喘震功能。
5)故障保護措施靈敏可靠。
經(jīng)過廠商共同分析最后決定使用利德華福HARVEST-VA06/040高壓變頻器，通過雙方技術人員的合作，共同制定了空氣壓縮機的變頻改造方案，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)，二號空壓機由變頻器控制運行。二號變頻器根據(jù)輸出壓力采樣反饋值做閉環(huán)控制。為了保證采樣信號的準確性實時性壓力傳感器安裝在現(xiàn)場緩沖罐入口處。二號變頻器根據(jù)用氣量情況自動調節(jié)輸出頻率不僅僅起到了穩(wěn)定氣壓的目的，而且還實現(xiàn)自動控制無需人員職守，還大大節(jié)省人力資源。
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控制系統(tǒng)
用戶原來控制方式為人工在空壓機房值班，隨時查看儲氣罐壓力表，根據(jù)壓力大小確定是否啟停壓縮機，現(xiàn)場噪音大工人工作環(huán)境差，壓力控制精度差。經(jīng)過本次改造后用戶采用了PLC集中控制，和變頻器閉環(huán)自動調節(jié)的方案，空壓機房實現(xiàn)無人職守，并且壓力調節(jié)精度高，空壓機機械磨損減小還起到了省電節(jié)能的效果?，F(xiàn)場控制圖如下：
通過上位機操作由PLC柜發(fā)送操作指令高壓柜給變頻器送電，然后通過上位機操作變頻器的啟停操作，變頻器啟動后根據(jù)壓力變送器的反饋量進行閉環(huán)調節(jié)維持緩沖罐入口的壓力穩(wěn)定。
在整個工作過程中，無論負載用氣量的大小空壓機都不會停機，而是降低運行頻率減少了頻繁啟停操作對設備造成的沖擊。由于用戶所使用的是螺桿式空氣壓縮機，屬于等容式風機所以最大出口壓力不會因為轉速的降低而降低，只要保證能夠在螺桿上形成油膜保證壓縮機潤滑即可，因此根據(jù)實際情況將變頻器的最低運行頻率設定在10Hz以保證設備的潤滑。變頻器在出廠前均經(jīng)過滿載的整機出廠檢驗和調試，因此調試、上電運行都進行順利，一次投運成功，目前變頻器一直可靠運行。
設備運行變頻器調速后，主要優(yōu)越性表現(xiàn)在：
1)運行穩(wěn)定，安全可靠。
2)節(jié)能效果顯著。
節(jié)能效果分析：
綜合以上實際數(shù)據(jù)和現(xiàn)場工況，設備平均全載率為70% ;按照年運行330天計算節(jié)電量如下計算：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元每千瓦時的電價，該次改造年節(jié)約電費為 35萬余元，變頻改造后節(jié)能效果顯著。
3)變頻器自身保護功能靈敏，同原來繼電保護比較，保護功能更多，更靈敏，大大加強了對設備的保護。
4)變頻器不僅適應電網(wǎng)電壓波動能力強，而且對電網(wǎng)無污染，實現(xiàn)綠色環(huán)保。
5)變頻器及設備運行可靠，維護方便，改善工人工作質量，實現(xiàn)和諧發(fā)展。
四、結束語
通過以上分析，我公司400kW變頻器在洗煤廠空壓機上應用的節(jié)能效果明顯。而且實現(xiàn)了無人職守改善了工人勞動環(huán)境，空氣壓力調節(jié)精度更高自動化控制程度更高。并且在節(jié)能的同時降低了設備的轉速減少了機械磨損，產生了更多的衍生效益。
（轉載）
