摘要：因?yàn)榄h(huán)境惡劣以及比較復(fù)雜的工況，因此，盡管煤礦井下的乳化液泵站所需要的工作時(shí)間比較短，然而還是會(huì)長(zhǎng)時(shí)間地處于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，導(dǎo)致電力資源造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。乳化液泵站開始運(yùn)用變頻器恒壓的供液進(jìn)行控制之后，全部打開控制閥門和擋板，改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，繼而對(duì)管網(wǎng)流量和壓力進(jìn)行改變，使得供給量和需求量之間獲得平衡，降低資源浪費(fèi)總量。本文將對(duì)乳化液泵站變頻節(jié)能運(yùn)行進(jìn)行一定的分析。
關(guān)鍵詞：乳化液泵站;變頻節(jié)能;運(yùn)行
就我國(guó)的國(guó)情分析，擁有的人口比較多，但是在能源資源上非常地匱乏，因此必須加強(qiáng)能源的節(jié)約。電力資源是非常重要的，這是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要前提。所應(yīng)用的通用的機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的耗能非常大，水泵和風(fēng)機(jī)設(shè)備能耗等都是非常多的，因此必須加強(qiáng)這一問(wèn)題的重視。
一、系統(tǒng)改造期間的構(gòu)成
應(yīng)用乳化液泵的過(guò)程中，流量和壓力等多種參數(shù)都隨著應(yīng)用改變而發(fā)生改變。以往因?yàn)榧夹g(shù)水平有一定的限制，所以流量和壓力調(diào)節(jié)過(guò)程中只能依靠控制閥門或者是擋板開度的手段進(jìn)行，也就是利用人為增減阻力進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，如果工作面的流量需求已經(jīng)變小，那么很多能量都會(huì)在閥門中流失，一般而言，乳化泵選型都是根據(jù)最不利的條件和最大的流量以及壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是在具體的運(yùn)行當(dāng)中，因?yàn)楣ぷ髅嬷械臈l件發(fā)生一定的改變，乳化泵的工作大多都是低負(fù)荷的，傳統(tǒng)的依靠泵出口的閥門開度大小對(duì)乳化液的實(shí)際流量和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，所產(chǎn)生的能量損耗是非常大的，同時(shí)，還會(huì)增加對(duì)于機(jī)械的沖擊，導(dǎo)致機(jī)械損耗嚴(yán)重增加。
變頻器自動(dòng)運(yùn)行的時(shí)候，乳化泵的電機(jī)變頻的接觸器會(huì)在第一時(shí)間被控制導(dǎo)通，提升變頻器的輸出頻率，與此同時(shí)，還會(huì)增加管網(wǎng)的壓力信號(hào)，出液管網(wǎng)壓力信號(hào)和壓力設(shè)定的信號(hào)負(fù)反饋閉環(huán)。如果管網(wǎng)壓力和設(shè)定壓力之間是一致的話，變頻器對(duì)于變頻電機(jī)的控制就會(huì)維持一定的頻率。這一過(guò)程中，變頻器PID調(diào)節(jié)器在管網(wǎng)設(shè)定的壓力信號(hào)和壓力反饋的信號(hào)中進(jìn)行對(duì)比，如果設(shè)定壓力的信號(hào)值比壓力反饋的信號(hào)值小的話，PID自動(dòng)調(diào)節(jié)的變頻器輸出頻率，導(dǎo)致變頻器輸出頻率逐漸減小，使得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，繼而使得乳化泵站輸出液體逐漸降低。在管網(wǎng)壓力逐漸降低的背景下，系統(tǒng)設(shè)定的壓力和管網(wǎng)壓力之間是平衡的，同時(shí)運(yùn)行于新平衡點(diǎn)上。如果設(shè)定壓力的信號(hào)值比壓力的反饋信號(hào)值大的時(shí)候，PID就會(huì)對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，提升變頻器輸出的頻率和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，繼而使得乳化泵站輸出液體得以增加，提高管網(wǎng)的實(shí)際壓力，使得系統(tǒng)本身的設(shè)定壓力和管網(wǎng)壓力之間處于平衡，還要在新的平衡點(diǎn)當(dāng)中進(jìn)行運(yùn)行。變頻器PID調(diào)節(jié)屬于動(dòng)態(tài)性的調(diào)節(jié)，能夠很好地檢測(cè)管網(wǎng)壓力信號(hào)，利用壓力設(shè)定的信號(hào)對(duì)比，在第一時(shí)間調(diào)整變頻器輸出的頻率，使得管網(wǎng)設(shè)定壓力和具體壓力之間相互一致，使得系統(tǒng)恒壓供液效果得以實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，與現(xiàn)場(chǎng)工藝的要求之間相互滿足。
一是，系統(tǒng)的主控。系統(tǒng)整體性的控制信號(hào)，主要涉及到壓力設(shè)定的信號(hào)和變頻故障的信號(hào)處理，對(duì)于壓力檢測(cè)的處理來(lái)說(shuō)，主要是從變頻器所設(shè)定的，有效地控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的信號(hào)，特別是有故障狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，一定要加強(qiáng)注意;二是，變頻器中的控制。變頻器的內(nèi)部控制，主要指的是變頻器中PID的功能模塊，有助于現(xiàn)場(chǎng)工程師進(jìn)行科學(xué)設(shè)置以及調(diào)試，和以往硬件PID板的控制進(jìn)行相比時(shí)，減少了硬件維護(hù)所需，并降低了成本的投入。主控階段的壓力設(shè)定的信號(hào)和系統(tǒng)壓力的信號(hào)反饋共同形成閉環(huán)，繼而達(dá)到對(duì)管網(wǎng)的恒定壓力進(jìn)行維持的目的。PID特性是由參數(shù)所選擇的。
二、淺析變頻器技術(shù)
通過(guò)高效數(shù)字的信號(hào)處理器的應(yīng)用，對(duì)實(shí)時(shí)控制的計(jì)算進(jìn)行完成，有助于用戶觸摸液晶的編程屏幕和熱插拔進(jìn)行設(shè)計(jì)，創(chuàng)新的無(wú)速度的傳感器的矢量控制，其內(nèi)部設(shè)計(jì)PID調(diào)節(jié)器，能夠和不同類型的變送器之間共同形成一個(gè)閉環(huán)控制的系統(tǒng)。通過(guò)低電感母線工藝的而應(yīng)用，減少諧波干擾的載波范圍和自動(dòng)優(yōu)化的轉(zhuǎn)矩功能，能夠達(dá)到靜音運(yùn)行的效果。變頻器能夠通過(guò)就地起動(dòng)和控制停止的方式進(jìn)行，或者是通過(guò)PLC和外部的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制;利用通訊協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器得到有效地控制。
對(duì)制動(dòng)方案進(jìn)行有效完善。一般包括直流制動(dòng)和動(dòng)態(tài)制動(dòng)。對(duì)于自動(dòng)補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)來(lái)說(shuō)，其轉(zhuǎn)速比較差，變頻器分為在線和短時(shí)在線。如果是多臺(tái)電機(jī)共同起動(dòng)的話，那么，就需要對(duì)1臺(tái)機(jī)器進(jìn)行確定，剩余則為從機(jī)，能夠使得多臺(tái)及其實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。當(dāng)變頻器有故障問(wèn)題出現(xiàn)的時(shí)候，就要直接啟動(dòng)變頻器的旁路。在防爆殼體當(dāng)面，按照現(xiàn)場(chǎng)的具體情況一般選擇快開形式作為維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的方法，防爆變頻器的散熱選擇的是熱管的自然散熱手段進(jìn)行。
三、泵站變頻的改造節(jié)能分析
以往的發(fā)展中因?yàn)榧夹g(shù)水平存在局限性，所以在流量和壓力調(diào)節(jié)方面只能選擇控制閥門或者是擋板開度進(jìn)行完成，也就是利用人為增減阻力的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果工作面的流量需求比較小的話，那么大多數(shù)能量就會(huì)在閥門中損失。
在煤礦井下存在的乳化液泵站，長(zhǎng)時(shí)間都是在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，繼而造成了嚴(yán)重的電力浪費(fèi)問(wèn)題。乳化液泵的配件和高壓管路等發(fā)生比較嚴(yán)重的損耗，因?yàn)樵O(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，導(dǎo)致發(fā)熱問(wèn)題產(chǎn)生，出現(xiàn)很多設(shè)備故障，不利于正常生產(chǎn)。在改造之前泵站的全年電費(fèi)是165萬(wàn)。還為選擇變頻之前，長(zhǎng)時(shí)間 電機(jī)的頻率是50Hz，其功率則是250kW;選擇變頻進(jìn)行自動(dòng)控制之后，電機(jī)期頻率降低為33Hz，經(jīng)過(guò)有效計(jì)算，按照電機(jī)功率以及頻率三次之間的對(duì)比，電機(jī)功率則降低為72kW。
四、淺析變頻調(diào)速的作用和優(yōu)勢(shì)
一是，提高網(wǎng)側(cè)功率的因數(shù)。當(dāng)原電機(jī)從工頻驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，滿載的時(shí)候功率因數(shù)是0.8，具體運(yùn)行的功率因數(shù)比0.7低。通過(guò)變頻對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)之后，電源側(cè)功率的因數(shù)會(huì)上升為0.9，甚至更大，并不需要無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置 可以加你高低無(wú)功功率，與電網(wǎng)要求之間相互符合，能夠?qū)ι嫌卧O(shè)備運(yùn)行的整體費(fèi)用進(jìn)行降低;二是，降低設(shè)備運(yùn)行的費(fèi)用。通過(guò)變頻調(diào)節(jié)之后，因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)速的有效調(diào)節(jié)達(dá)到節(jié)能的目的，當(dāng)負(fù)荷率比較低的時(shí)候，電機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)不斷降低，這一過(guò)程中主設(shè)備和相應(yīng)的輔助設(shè)備，例如軸承等磨損降低，維護(hù)時(shí)間增加，設(shè)備運(yùn)行的壽命得以延長(zhǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的目的;三是，延長(zhǎng)電機(jī)使用時(shí)間。選擇變頻調(diào)速的裝置之后，可以啟動(dòng)電機(jī)，在啟動(dòng)的時(shí)候，電流一般在電機(jī)的1.2倍額定電流以內(nèi)，對(duì)于電網(wǎng)沖擊所產(chǎn)生的影響非常小，延長(zhǎng)電機(jī)使用的時(shí)間。整體運(yùn)行中，電機(jī)能夠確保運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低損耗，維持正常的溫升;四是，有助于電機(jī)的保護(hù)。變頻器的過(guò)流和短路與過(guò)壓等功能非常明顯，和之前的舊系統(tǒng)之間進(jìn)行對(duì)比，能夠有效完善電機(jī)的保護(hù)，同時(shí)在操作的時(shí)候也比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行非常方便，可以利用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程對(duì)頻率等多種數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，繼而能夠?qū)崿F(xiàn)智能化調(diào)節(jié)。此外，變頻器和電網(wǎng)電壓的波動(dòng)能力是非常強(qiáng)的，電壓的工作范圍比較寬，如果電網(wǎng)的敏感度為-45%～+15%，那么系統(tǒng)就會(huì)正常地進(jìn)行運(yùn)行;五是，能夠和電網(wǎng)電壓的波動(dòng)之間相互適應(yīng)。通過(guò)高壓變頻的運(yùn)用，能夠軟啟動(dòng)點(diǎn)擊，啟動(dòng)力矩非常大，并且比較平穩(wěn)，實(shí)際運(yùn)行期間，電機(jī)能夠確保運(yùn)行的平穩(wěn)性，并且減小損耗減小，維持溫升。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，通過(guò)本文對(duì)于乳化液泵站的節(jié)能現(xiàn)狀分析，同時(shí)，在以往控制的前提下制定了變頻泵節(jié)能的控制方案，對(duì)于泵站耗能的水平有所改善，乳化液泵開始選擇變頻器恒壓的供液進(jìn)行控制，全部打開控制閥門和擋板開度，進(jìn)行變頻器的有效控制，使得管網(wǎng)流量與壓力得到改善，并且使得供給量和需求量之間實(shí)現(xiàn)平衡，降低資源的浪費(fèi)。只有這樣，才能對(duì)相關(guān)工作的開展做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備。
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