渣浆泵采用变频多段调速的实践

李 宏

（西北地勘局711总队，陕西 略阳 724308）

选厂尾矿输送系统是选厂安全生产的重要组成部分，因生产工艺的要求，选厂一般都是流水线连续作业，尾矿泵需连续不断地把生产过程中产生的尾矿输送到尾矿坝内。在选矿设备中，尾矿系统耗电量较大，对设备本身性能要求较高。在实际运行过程中，如何提高运行效率、降低成本是对尾矿泵的基本要求，对尾矿泵的运行控制则是要实现自动化，即根据所产尾矿量的多少自动调节泵的流量压力，通常的控制一般采用变频器加传感器配合PLC控制器来完成，但是有的选厂在工艺设计及设备选型安装方面忽视了这一点，从而使尾矿系统自动控制有一定难度。

1.提出问题

陕西某150t黄金选厂以重选工艺生产黄金，矿石里金以颗粒金的成分出现。含金矿石经破碎、磨矿、跳汰、摇床，金被回收后，尾矿通过旋流器进入矿浆池内，由渣浆泵输送至尾矿库内，尾矿浓度20%。选厂采用了两台50LZ-355型渣浆泵（Q=54.7m3/h，H=75.5m，P=45kW），一台工作一台备用，启动方式为自耦降压工频控制。该选厂自2009年3月投运以来，尾矿输送系统一直不能正常工作。由于受给矿粒度和给矿量的影响，通过旋流器进入矿浆池内的尾矿量不是很均匀，再加上矿浆池容量较小，操作人员稍有不慎，泵抽送不及时矿浆就溢出矿浆池，或泵排量过大造成抽空矿浆池，抽空矿浆池后会使大量空气吸入泵内并产生汽蚀现象，使泵加快磨损，降低使用寿命。为解决此问题，在泵出口管路上加装了闸阀，企图通过手动调节闸阀的开启度来调节泵的出口压力和排量，即矿浆量多了就全开闸阀，反之关小闸阀。经实际运行，一是调节麻烦，需要人来回观察，劳动强度大；二是节能效果差，不适合长期运行。为此决定对尾矿输送系统进行变频改造。

2.技术措施

初步选用国产森兰牌SB40全数字通用变频器，功率45kW，想通过变频器的调速功能来改变渣浆泵的转速，从而实现流量自动控制。变频器外部端子调速可分为模拟量调速和多段速调速。模拟量调速可用电压DC0~10V或电流DC4~20mA进行无级调速，变频器外控模拟信号的取样一般来源于管网上压力或流量变送器，取样信号经变频器的内置PID调节器运算后，调节输出频率，实现无级调速，控制多为闭环调速，在恒压供水系统中应用十分广泛。所选变频器多段速采用外部输入端子X1～X5进行五段速调速，CM是公共端，用户可根据所需转速在变频器上设定相应的频率值进行有级调速。简单讲，多段调速就是利用开关量进行控制的，控制多为开闭环调速，森兰变频器的多段速调速比模拟量调速有较高优先级。

3.方案确定

由于选厂生产工艺导致的尾矿由旋流器进入尾矿池的尾矿量将会长期不稳定，这是不能改变的。旋流器和尾矿池间有一定的高差，尾矿是靠重力方式通过一个溜槽进入池内的，尾矿池仅有2m3容积，以上因素造成变频器外控模拟信号的取样不易实现，因为流量或压力传感器没有合适的安装位置。因此决定采用变频器的多段调速功能进行控制，外控信号源采用液位继电器获得。选厂尾矿浆由于是重选工艺，基本上没有腐蚀药剂，电极式液位继电器具有结构简单、安全可靠的特点，故选择两个UDX-121液位继电器。为延长电极使用寿命，电极采用不锈钢制作。变频器外接输入端子X1～X5，分别设定30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz五段频率，在矿浆池内安装五个不锈钢电极，池内最底部电极作为公共端和变频器公共端CM相连，其他五个电极由低到高分别和变频器X1～X5四段频率相连，具体配线工艺连接图如图1所示。

4.应用效果

变频改造工作从2009年4月2日开始，安装调试共用5天完成，改造后的尾矿输送系统实现了平稳可靠的自动控制，大大降低了人员的劳动强度，同时由于采用了变频器对泵的启动和停止控制，启动时启动力矩大、电流小，且减少了对电网的冲击，在停泵过程中缓冲力较小，消除了水锤效应，有利于设备的安全。通过对渣浆泵的实测，运行频率大部分时段为40~45Hz，运行电流为60~70A，节电效果明显，变频改造总计投资9 600元，变频改造后精减了操作人员，月节省人工工资3 300元，月节电25%，运行不到3个月即可收回全部投资。