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矿用防爆变频乳化泵站节能改造

2016/6/10 8:53:26


1、乳化液泵站目前的工况

   煤矿井下乳化液泵站,由于环境恶劣,工况复杂,长期以来,矿山生产的循环性决定了乳化液泵站注液移架工序总时间不超过8小时,但为了安全生产及满足零星补液瞬间调整工作要求,乳化液站必需连续运行,并且要配备双泵互为备用,造成电力浪费巨大,乳化液泵站改用变频 器恒压供液控制后,将控制阀门全部打开,由变频器控制乳化泵电动机的转速从而改变管网的流量、压力,使供给量与需求量达到平衡,减少资源的浪费;通过改造 后的系统较改造前的系统节省大量电力资源,一般节电率在30%—50%。

   目前我国95%的矿山工作面使用液压支护设备,乳化液是煤矿液压支柱的传动介质,在液压系统中起血液作用,《煤矿安全规程》,规定乳化液的压力,浓度和纯度必须保持在既定工作的最佳值,确保证乳化液泵站的输出压力充足和恒定是支护质量的关键因素,而保证乳化液泵站的输出压力充足和恒定是保证安全生产的重要工作,但乳化液泵站在无注液工作状态下工频运行,系统反复运行于增压,卸压过程,不仅仅是无为做功,而且反复脉动压力使得不安全因素增加,系统故障率增加,设备寿命缩短;

   矿山安全生产,工作面的支护质量起着关键作用,而乳化液保持充足恒定的压力是支护质量的重要因素。乳化液泵站的自动化改造,不仅仅为了节能,重要的是用技术保障泵站的正常运行,自动控制防止人为的因素影响,反应灵敏,动作迅速,保护可靠故障率低从而能够可靠的保障工作面的安全生产。

2、变频恒压供液
   乳化液供液系统采用变频调速实现压力、流量的自动控制。可保证整个系统乳化液供应压力和流量的稳定,在供液管路上设置压力、流量自动控制系统。系统由压力传感器、乳化泵、变频调速装置以及远程控制器(可选)组成。当井内使用乳化液的设备数量变化时,管道中的压力也产生变化,压力传感器就会发出信号,信号通过压力检测器反馈到变频调速装置,调节安装在旁路管道上的乳化泵转速,从而调节压力、流量的大小变化的闭环自动配液控制,使矿井管道乳化液系统内的压力稳定。

   休眠功能:

   当变频器运行频率低于休眠频率运行时间超过休眠等待时间后,系统转为休眠运行,电机停止运转,随着用液量的增加,如压力低于唤醒压力持续时间超过唤醒延时时间,系统恢复正常供液。

   系统主控环节
   系统整体的控制信号,包括压力设定信号,变频故障信号处理,压力检测处理均由变频器完成设定,对于整个系统的运行信号进行综合,尤其是当出现故障状态系统处理操作,是整个系统的核心控制部分。
   变频器内部控制环节
   变频器内部控制,主要是指变频器内部PID功能模块,内部PID功能使现场工程师设置和调试方便,相对于原来的硬件PID板控制,省去了硬件维护需要,节 省了成本。主控环节的压力设定信号与系统压力信号反馈形成闭环以维持管网恒定压力。PID的特性可由参数选择。
   电机控制环节
   当管网压力的变化要求调解乳化泵的转速,控制乳化泵的运行状态。
   执行环节
   执行环节为乳化泵。
   信号反馈环节
   管网压力的信号反馈,用于与设定环节形成PID控制闭环,对于乳化泵站系统,由于压力控制为一个大惯性环节,且其要求不太高,所以不必要使用微分环节。

3、变频恒压供液的优点

   1.可实现平滑软启动,启动电流不会超过额定电流,避免了电机启动对水泵叶轮、机壳及轴承的磨损;延长检修、换件周期和设备使用寿命,节约维修费用。
   2.提高功率因数,改善电动机电源质量,保证电动机的功率与实际负荷相匹配以及减小了电缆上流过的电流,延长了电缆的使用寿命。
   3.可消除机泵的喘振现象,使机泵运行处于优秀工况状态。
   4.自保护功能完善,具有过流、过压、过热、过载、缺相、对地等等保护,不需再加其他任何的电气保护。
   5.运行时间和运行转速的降低,可减少设备的磨损,降低维修时间和维修成本。
   6.数字面板操作,通过面板按键设定参数;面板可切换显示设定值、反馈值、运行频率、运行电流、运行电压、故障代码等等。
   7.可通过指示灯指示:电源指示、自动运行、工频运行、变频故障(含声响报警)。补水指示、水位过高(含声响报警)、水位过低(含声响报警并停泵)、可通过仪表显示液位情况。
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