变频技术在选煤厂设备中的应用探讨

周文

摘  要：随着变频技术的日益发展，交流调速系统的应用越来越广泛，煤炭行业亦不例外，尤以选煤厂最为常见。在以重介工艺为主的选煤厂中，变频技术以其智能、数字、节能等优点被广泛应用，主要用在旋流器入口压力调节与液位控制。随着选煤厂生产能力及规模的逐渐扩大，设备的功率也随之增大，从节能的观点来看，采用变频调节控制泵的流量是科学而经济的，特别是当电机功率较大时，其节能效果更显著。本文仅结合变频调速的特点，对选煤厂变频器在选煤厂应用进行了探讨。

关键词：变频技术;选煤厂;设备中;原理;应用

伴随着时代的发展，选煤厂在发展过程中也逐渐改变了生产理念，其已经慢慢认识到节约能源的重要性，节约能源对于企业而言是节约成本开支的重要方式，对于提升自身经济效益具有不错的作用。变频调速技术就在这一背景下被广泛应用开来。利用变频调速技术除了可以缩减选煤厂的能耗之外，对于其转型也有良好的帮助，有助于选煤厂向环保型方向发展。

1变频调速技术的应用原理

变频调速的主要工作原理就是通过改变电机输出输入的电流，进而实现对电机的调速工作。入料泵的变频调速主要是通过液位传感器来对机械中的液位高低进行调节，并且通过计算机控制的方式，能够进行信号的模拟输出，通过高新技术计算的方式，进而达到固定变频器频率或者是调节变频器频率的目的。在进行相关的模拟输出频率调节的工作中，可以采用20mA作用的信号作为变频定量从而达到控制给料多少的目的。

2变频调速技术的优势

变频调速采用大功率晶体管逆变器和微机或变频PWM芯片控制脉冲调制技术，通过输出具有不同频率的电压和电流来改变交流电机的转速，从而达到调节设备运转状态的目的，变频调速具有如下特点：①机械性能好，启动转矩大，启动电流小。采用PWM正弦波脉冲调制方式，可使电动机的转矩脉动小，实现软启动，而且运行平稳，可以大大减少大功率电动机启动时对交流电网的冲击。②调速范围广，可实现平滑无极调速，精度高达0.5%，频率变化范围大，能广泛适应各种生产环节的需要。③节能效果显著，理论上节能可达30%以上。④变频器留有各种标准接口，便于与压力、液位、流量传感器及微机系统连接，实现自动控制。⑤变频器安装容易、调试方便、操作简单。⑥在各种启动调速装置中，变频调速装置是唯一同时兼有启动和调速双重功能，并可与其他各种调速设备实现速度匹配的调速装置。

使用变频调速装置的意义在于：可以利用各种传感器实现设备运转的在线实时控制，提高产品质量;利用闭环工作方式，可以减少调整工作量和减少操作人员，提高工作效率;就流体机械而言，与节流调速相比，节能效果显著;利用变频器调速实现节流，延长了设备寿命，降低了选煤成本。

3 应用探讨

机电一体化设计中，为提升各设备工作效率，结合 生产工艺系统的供料方式及特点，引入了变频调速新技术。变频器的应用能够根据实际生产需要提供合适的转速，避 免了人工操作不当造成的安全事故，同时提高了生产自动 化程度，使其向智能化、绿色化及数字化方案发展，实现 了机电一体化。

3.1 在给煤机中的应用

在淮河能源煤业公司某选煤厂，原煤仓机给煤任务由振动给煤机来完成，在控制系统中采用变频调速技术实现了这一目的。通过修改设定值改变变频调速系统频率输出，改变电机转速，实现调整给煤量。给煤机采用惯性振动器为激振源，根据简谐振动原理可知：谐振频率和谐振振幅都随着角速度的增大而增大，因此，通过手动或设定值改变变频调速系统输出值，调整电机转速，通过改变角速度来改变谐振频率与振幅，即改变箱体振动频率，使配煤连续以箱体频率向前跳跃，达到调整给料量的目的。

3.2 在跳汰机排料系统中的应用

跳汰机在煤矿类企业中的地位十分重要。由矸石段、中煤段两部分组成机械整体，每一部门又分配安装有与之匹配的电机，电机的作用在于实现排料。在跳汰机的工作过程中，要结合床层的实际厚度进行针对性的排料进程和运行速率选择。通过电脑数控的方式，并以可编程逻辑控制器与变频器实现对跳汰机爽段排料的动态掌控。不这样，实现了系统化、规范化的操控，并保证了操控的质量。具体的流程是，借助耐磨球形浮漂及传感器实现对床层厚度的监控，然后借助可编程逻辑控制器对监测数据进行分析，并将分析结果作为调频信号，以其来实现对大功率电机的转动速率调控，这样即可达到对排料速度的动态调控效果。基于前述流程，保证了排料系统的稳定运行，使洗煤、选煤的工作效率得以大幅提高，从而保证了煤料的质量。

3.3应用于空压机

在现阶段的选煤工作中，最常用到的机械就是空压机。空压机在每次参与选煤工作的時候，都是采用直接启动的方式，但是直接启动空压机，会消耗大量的能量，造成能源的浪费，进而拉低煤矿开采中的利润率。因此，在这个过程中，采用变频调节技术就能够更好地解决这一问题，工作人员通过科学的调节空压机需要启动的电源频率，进而达到节能的目的，并且，在合理的电流下进行空压机的启动工作，还能够减少多余电流给空压机带来的损害，达到延长机械使用寿命的目的。另外，在另一个角度来看，在传统选煤的工作中，以外的压风系统一般会采用开环静置的方式进行空压机的启动或者是关闭，这样的方式虽然也能起到对电流进行调节的作用，但是这种调节方式不能起到具体变频的作用，会对机械产生较大地破坏，产时间下会严重损害机械，减少机械的使用寿命。不过在其基础上，采用变频的方式对空压机进行调节，能够更好地起到稳定设备频率的作用，并且能够有责一个较稳定的电压电流输出，提高机械的承压能力，延长其使用寿命。

3.4变频技术在泵上的节能应用

在选煤厂的水泵流量控制上可分为阀门调节以及挡板调节两大方面。若采用阀门调节，系统压力P数值将会变大，会对泵体与阀门的密封性带来不良影响，如果长此以往，还会破坏泵体与阀门的密封性，给选煤厂带来不必要的损失。如果采取调节转速的方式实现流量的控制，系统所受的压力P将会随着泵的转速下降而下降，不会给泵体与阀门的密封性带来不利影响。通过分析大量的现场数据发现，当选煤厂的工艺环节要求水泵流量从百分百降低一半时，在理论上，调节转速所消耗的功率比调节阀门的功率少75%以上。通过调节转速的方法控制泵水量，不仅节能还能够明显改善设备运行工况。阀门来进行流量大小的调节，这在实际生产过程中比较耗费人力物力，这不利于选煤厂的长远发展，对此，通过将变频调速技术应用到选煤厂生产机器中，达到节能降耗的目的。

4 结语

实践证明，变频调速具有广泛的应用前景，变频器在选煤厂中的应用是十分成功的，变频调速是选煤厂节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种重要手段。

参考文献

[1]夏祥武.基于高压变频器的煤矿主斜井带式输送机电控系统[J].煤矿机械，2011（12）：45.

[2]刘刚，杨周阳，张桂英.完美无谐波高压变频器在车集选煤厂的应用[J].内蒙古煤炭经济，2014（3）：144.

[3]刘杰.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].陕西煤炭，2019，38（2）：177～178，182.

[4]史红瑞.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].能源与节能，2018（5）：76～77.

[5]彭潇.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].数字化用户，2018，24（24）：52.