试论变频技术在选矿生产中的应用

发表时间:2019/1/11   来源:《科技新时代》2018年11期   作者:奚红彦
[导读] 变频器作为一种通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的设备,由于可以根据电机的实际需要为其提供稳定的电源电压,从而达到了节约能耗、提高效率的目的,在矿场进行选矿生产设备的改造升级中得到了广泛应用。

云南黄金矿业集团股份有限公司(香格里拉市云矿红牛矿业有限公司) 云南 香格里拉  674400
        摘要:变频器作为一种通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的设备,由于可以根据电机的实际需要为其提供稳定的电源电压,从而达到了节约能耗、提高效率的目的,在矿场进行选矿生产设备的改造升级中得到了广泛应用。但是由于矿场作业环境比较复杂,变频器如果长时间位于恶劣环境下,也会加速自身的老化,以及增加出现故障的概率。因此,矿场管理人员也要对变频器进行定期维护,并能够对常见故障进行处理,切实发挥变频技术在选矿生产中的应用优势。
        关键词:变频技术;选矿厂;应用效果;故障维修
       
        引言:某选矿厂于1983年开始投产,一方面是企业的选矿标准不断提高,另一方面是相应国家节能环保号召,近年来该选矿厂不断对生产工艺流程进行改造。变频技术的应用,实现了稳定给矿、灵活调节分级以及实现自动化控制,给企业创造了较高的经济价值。文章首先对变频技术在选矿生产中的应用效果进行了概述,随后就变频器在应用中常见的故障技术处理措施展开了分析。
        一、变频器的应用效果分析
        1、稳定给矿,提高选矿生产效率
        该选矿厂破碎筛分流程中主要设备采用PEJ900×1200简摆颚式破碎机作为粗碎机,在粗碎给矿系统中,采用重型板式给矿机,由于颚式破碎机是靠动颚板相对固定颚板做周期性靠近和离开运动来实现物料破碎,破碎机要实现连续破碎,给矿必须均匀稳定,结合颚式破碎机的这一特点,选用变频器对给矿机进行控制,实现均匀稳定给矿,并实时可调,减少了粗碎系统空载运行时间和故障时间,颚式破碎机的效率提高了12%,粗碎工序实现了稳定高效生产,改造后年综合经济效益50万元。
        2、灵活调节水泵、升级
        该选矿厂在混合浮选流程中,稳定的风量是高效生产的保证,混合浮选用风由RRF-250的罗茨风机提供,主管路出风压力为0.02MPa左右,根据实际生产情况调节风量。改选前,采用阀门调节用风量,并通过放风闸门来辅助调节,电动机长时间在高负荷下运转,发热情况严重,且调节风量时,需要几个职工转动阀门,费时费力。该选矿厂对2台鼓风机安装了SVF3000-G075T4型90kW的变频器,只需操作控制面板上的旋钮就能调频调速,直观又省力,并且解决了电动机发热的问题,减小了维修量。
        3、实现重载设备平滑启动,降低设备故障率
        选矿厂的岩石破碎工作中,使用多台锤式破碎机。由于该种类型的机械采用直接驱动方式进行运行,启动传矩较大,每运行一段时间后,需要停机后进行转向调整,然后再开机重新工作,不仅给现场作业人员增加了较大的劳动强度,而且也不利于工作效率的提升。使用变频技术可以实现破碎机以及其他重载设备的平滑启动。其原理是借助于转子串频敏变阻器,分担电路中的过载电流。将变阻器并联入电路,这样当重载设备频繁启停时,产生的瞬时高额电流可以被变阻器分担,不会对内部的电器元件产生冲击影响,从而降低了故障率。另外,变频器的应用,还能够简化破碎机转向切换的流程,对于提高现场作业效率也起到了一定的积极效果。
        4、实现设备的自动化控制
        该选矿厂的压滤系统使用XMZ808型压滤机,其中控制系统采用西门子S7-200系统。该压滤机在投入使用6年后,出现了效率下降,抖动明显的现象。为了优化系统运行工况,决定在进料尾矿泵上加装变频器。这样一来,位于进料口的压力传感器,可以将矿料的重量转化为电信号,然后传递给控制中心,控制中心分析信号后,做出调节电动机转速的指令。当进料重量较大时,变频器发出过载信号,调节电动机以较低速度运行,避免了漏料现象。当进料重量较轻时,变频器调节电动机以较高速度运行,加快了工作效率。



        在压滤机拉板小车的控制上,利用变频技术也取得了较好的效果。由于拉板小车的牵引力主要来自于顶端的电动机。需要根据小车装载矿料的多少,灵活的调节电动机的运行功率,以保证拉板小车始终以恒定速度运行。利用变频技术可以达到这一控制效果。当电机运行时,拉板小车上的压力传感器先将负载信号传递给控制中心,然后对负载信号进行分析和定级,然后变频器通过调压和补压,控制小车运行速度,完成取板、拉板、卸料的流水化作业。
        二、变频器的维修管理
        1、过流过载故障处理
        变频器如果长期间在恶劣环境(高温、高湿、振动等)下运行,会加速内部元器件的老化,不仅使用寿命缩短,而且还会出现各种故障。其中过流、过载是两种常见的故障。(1)变频器过流故障。变频器在短时间内急加速或减速,导致电器元件承受远高于额定值的电流,进而引发过流故障。出现过流故障后,线路或元器件一般会烧毁,需要判定故障源后及时进行更换,在受损面积较大的情况下,甚至需要直接更换变频器。(2)变频器过载故障。又可分为变频过载和电动机过载两类,故障原因主要是电网电压长时间低于额定电压,导致变频器运行功率较低,直流制动量偏大。可以通过提升局域电网电压,或是延长制动时间来处理。
        2、过电压故障处理
        变频器过电压故障主要有两种表现形式,其中一种较为常见的是电源输入侧过电压,在用电高峰期或线路短路后,比较容易出现。检修方法也比较简单,可以在断开电源后,对变频器接入端或内部的线路进行顺序检查,直到发现故障位置,然后采用更换等方式进行处理。另外一种是负载侧过电压,出现这类故障的因素较多,并且需要将变频器完全拆开进行检查和维修,处理起来具有一定的难度。引发故障的常见原因是电动机的实际转速较高,带动变频器超载运行,给变频器内部元件、线路都造成了较大压力,久而久之容易出现过压保护的现象。针对此种类型的过电压故障,可以通过修改变频器参数的方式进行处理,例如将变频器加速时间设置的长一些,让变频器能够平滑加速,减小电压冲击力。
        3、电动机转向改变处理
        在正常的选矿生产中,使用“交-直-交”变频器,在改变输入端的相序后,电动机的转向并不会出现变化。这主要是因为该种类型的变频器,会将输入电流经整流模块,将三相交流电转变为脉冲直流电,完成第一阶段的转化。之后脉冲直流电经过逆变模块,继续转化为交流电。因此,受“交-直-交”变频器工作特性的影响,无论输入端的相序发生如何调整,在经过内部整流模块后,都会统一转化为正负极固定的直流电。但是也有部分情况下,电动机的转向会发生变化,例如停电一段时间后,重新通电运行,如果此时变频器面板上的正/反切换按钮颠倒,则变频器输出侧的相序可能会受到影响,电动机出现反向运转。针对这种情况,就需要在每次重新启动变频器前,要检查变频器面板和输出侧相序,经检查和调试确定不存在问题后,再通电运行。
        结语:在选矿生产中科学应用变频器技术,一方面能够确保选矿设备的稳定运行,对提升选矿作业效率发挥了积极作用;另一方面又可以节省能源消耗,为企业创造了更多的经济价值。变频器在使用过程中,也容易出现一些问题,这就需要企业相关技术人员,掌握变频器的工作原理,并在日常工作中做好变频器的维护与检修,确保变频器始终以稳定状态运行,推动选矿生产作业的高效率开展。
       
        参考文献:
        [1]张杰卿,刘晓龙.罗克韦尔1336PlusII变频器在选矿生产过程中的应用[J].自动化信息,2017(06):162-164.
        [2]崔忠远,徐永健.变频器-静压液位计闭环自动控制新技术在选矿工艺中的应用[C]//全国青年选矿学术会议.2016.
        [3]田金鹏.变频器在四方金矿选厂尾矿输送系统中的应用[C]//全国金属矿山难选矿及低品位矿选矿新技术学术研讨与技术成果交流暨设备展示会论文集.2014.
 

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