發布時間:2020-05-13
現在的煤礦產業如何降低成本,是煤炭產業有效提高企業的經濟效益發展關鍵問題。而電力是煤炭產業主要生產能源,如何降低煤炭產業的噸煤電耗,就是降低生產成本的關鍵方向。比較煤炭產業的傳統的啟動控制設備,變頻器的變頻調速功能可以有效的降低煤炭產業的產煤電耗。
三相感應電動機因價格低,適用性廣,在礦山各種機械動力中應用較多,但感應電動機存在著起動沖擊電流大,造成線路端電壓下降,影響供電質量;若起動速度過快,起動轉矩大,又容易導致機械傳動系統損壞。
1、 因礦山采礦生產的特殊性,通風系統在煤炭生產中具有舉足輕重的地位,因為礦井通風系統關系到礦山的安全生產。整個煤炭生產中通風系統的核心—抽風機的電耗占有相當大的分量,對于風機流量的控制傳統上采用閥門控制,因而運轉效率低,耗電大。據統計,抽風機年平均效率低于50%。
想要降低煤礦成本,必須加強供用電管理,降低噸煤電耗,節省電費支出。針對礦山通風系統抽風設備的運行特點,有必要采取相應的改進措施,合理、有效地改善電動機的運轉效率,以減少電力消耗,提高電能的使用率,節省電費支出,這對煤炭企業的經濟效益提高具有重要作用。
通過分析比較,針對礦用抽風機負荷率不高的實際情況,選擇一種可根據負荷實際需要改變運轉頻率的新型節能設備——變頻調速器。
圖1耗電率與負荷率的關系圖
從圖1可以看出:在負荷率為100%(即滿負荷)時,兩種設備的耗電比率(電耗與電機額定輸入功率之比)相同,但隨著負荷率的下降,就耗電比率而言采用變頻調速器的電耗遠遠小于傳統的起動控制設備。當負荷率為80%時,前者為55%,后者為85%;當負荷率為60%時,前者為30%,后者為65%;當負荷率為40%時,前者為10%,后者為50%。
由此可以看出:在較低負荷率時,采用變頻調速器比采用傳統的起動控制設備,節電效果非常明顯。
3、采用變頻調速器與傳統的起動設備現場測試比較
(1)針對4-72-11-16B礦用抽風機(配用電機功率為45kW),在不同負荷時,采用變頻調速器與傳統的起動設備,對電機的耗電進行現場測試,測試結果見表1。表14-72-11-16B抽風機在不同控制方式時的耗電對比表
負荷率% | 耗電比率% | 變頻器控制 | 傳統起動控制 | ||
---|---|---|---|---|---|
用電/kW | 總損失/kW | 用電/kW | 總損失/kW | ||
100 | 100 | 45.00 | 2.90 | 45.00 | 2.70 |
90 | 72.9 | 35.55 | 2.70 | 37.80 | 5.00 |
80 | 51.2 | 24.75 | 1.71 | 32.63 | 9.59 |
70 | 34.3 | 17.10 | 1.67 | 30.60 | 15.17 |
60 | 21.6 | 11.25 | 1.53 | 28.80 | 19.08 |
50 | 12.5 | 6.75 | 1.13 | 27.00 | 21.38 |
40 | 6.4 | 4.05 | 1.17 | 25.20 | 22.32 |
30 | 2.7 | 2.25 | 1.04 | 23.40 | 21.29 |
(2)針對不同型號的抽風機選擇不同負荷率時,測試數據見表2(其功率值為抽風機所配電動機的功率)
表2對不同型號的抽風機在采用變頻調速器后每月節省的電能
負荷率% | 省電比率% | 耗電比率% | 配用電動機額定功率 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
7.5kW | 22kW | 45kW | 75kW | 132kW | |||
K(千瓦.時/月) | |||||||
100 | 0 | 100 | |||||
90 | 27 | 73 | 1458 | 4277 | 8748 | 14580 | 25661 |
80 | 49 | 51 | 2646 | 7762 | 15876 | 26460 | 46570 |
75 | 60 | 40 | 3240 | 9804 | 19440 | 32400 | 57024 |
70 | 66 | 34 | 3546 | 10454 | 21386 | 35640 | 62726 |
65 | 72 | 28 | 3888 | 11405 | 23328 | 38880 | 68429 |
60 | 78 | 22 | 4212 | 12355 | 25272 | 42120 | 74131 |
50 | 87 | 13 | 4698 | 13781 | 28188 | 46980 | 82685 |
節省電費估算:
每月節省電能K=電動機額定輸入功率×省電比率×24×30(kWh)
以型號為4-72-11-16B的抽風機為例,以前采用閘閥控制流量,平均負荷率為70%,采用變頻調速器后,每月可節電21384kWh,節支21384×0.5=10692元。購置一臺SVF-753變頻調速器費用大約25.0萬元,投入使用后不到半年時間即可收回投資。因此該技術值得在礦井通風系統推廣使用,并且可以在礦井的其它動力系統推廣使用。
4、采用變頻器的優點
采用變頻器不但可以節省電能,還有下述優點:
(1)取代閘閥流量控制,可以按負荷需要運轉;
(2)電動機起動沒有沖擊電流;
(3)調低速度可以降低風機噪音及機械震動。低速時,電機的轉矩加大,運轉更穩定、不共振、溫升低,可延長設備使用壽命;
(4)克服風機起動時產生反壓的缺點。
因為全球環境的變化,各種能源行業都有不同程度的上漲,而變頻調速器能夠帶給煤礦行業更好的節能效果,同時提升操控效率和設備使用壽命。