Применение средневольтного привода FGI FD5000 в непрерывных конвейерах

Конвейер — это машина для обработки материалов, которая непрерывно перемещает материалы по определенной линии, также известная как непрерывный конвейер. Конвейеры могут быть горизонтальными или наклонными, а также образовывать пространственные транспортные линии. Конвейерные линии, как правило, стационарные. Горнодобывающее бюро «Сяолунтань» провинции Юньнань является государственным предприятием по добыче угля. Это один из ключевых районов добычи крупной угольной базы, утвержденной государством, — угольной базы Юньнань-Гуйчжоу. Это важная база по производству энергии в провинции Юньнань, где в основном добывается бурый уголь. На предприятии имеются два угольных разреза — Сяолунтань и Бучжаоба, а также подразделения по ремонту и строительству техники. Горнодобывающее бюро разработало бизнес-модель, в основе которой лежит преимущественно уголь и которая охватывает несколько отраслей. Помимо угольной промышленности, в ней также присутствуют такие секторы, как ремонт машин, строительство, переработка и сфера услуг, демонстрирующие сильную динамику развития. Текущий проект расширения пятой фазы является ключевым строительным проектом инициативы «Двойная сотня» провинции Юньнань. Официально полномасштабное строительство началось в марте 2008 года. После завершения строительства добыча угля достигнет 14,9 млн тонн в год.

1. Обзор проекта и схема проектирования

Мощность главного двигателя ленточного конвейера 502 новой системы вскрыши на месторождении Бучжаоба горнодобывающего бюро Сяолунтань провинции Юньнань составляет 2x800 кВт. Для обеспечения безопасного производства и снижения воздействия на оборудование горнодобывающее бюро совместно с конструкторским и ремонтным отделами приняло решение о внедрении в качестве привода высоковольтного преобразователя частоты. Более того, для устранения относительно больших погрешностей в механической части, используя удобную функцию регулирования скорости преобразователя частоты, применяется метод синхронизации «один к одному» и «два к одному».

2. Принцип работы и особенности системы ленточного конвейера

Ленточный конвейер приводит в движение барабанное колесо и тянет ленту за счет трения. Под действием натяжения ремень деформируется и заставляет объект перемещаться по опорному роликовому колесу за счет трения. Лента — эластичный материал для хранения энергии. Он сохраняет большое количество потенциальной энергии при остановке и запуске ленточного конвейера. Это определяет необходимость применения метода плавного пуска при запуске ленточного конвейера. На большинстве отечественных угольных шахт для плавного пуска ленточных конвейеров используются гидравлические муфты. В процессе запуска механический КПД гидравлической муфты устанавливается на ноль, чтобы двигатель мог запускаться без нагрузки. При использовании гидравлической муфты для мягкого ленточного конвейера, благодаря узкому диапазону регулирования скорости, время запуска короткое, а усилие нагрузки большое на низкой скорости. Между тем, когда передние и задние сдвоенные машины приводят в действие один и тот же ремень, трудно по-настоящему решить проблему распределения и синхронизации мощности нагрузки и мощности упругой потенциальной энергии ремня, что может привести к его поломке и старению. Поэтому прочность ремня должна быть высокой. Кроме того, длительная эксплуатация гидравлической муфты может привести к повышению внутренней температуры масла, износу металлических деталей, утечкам, снижению эффективности и т. д. Это не только увеличивает сложность и стоимость обслуживания, но и загрязняет окружающую среду.

3. Реализация программы

Система обработки двухмашинной связи координирует и управляет ведущими и ведомыми системами преобразователей частоты, взаимодействуя друг с другом и обмениваясь информацией. Система DCS передает рабочую частоту в систему связи. Затем система связи передает заданную скорость вращения на главную машину, которая, в свою очередь, передает ее на подчиненную машину. При возникновении незначительной неисправности в основном блоке подчиненный блок отслеживает неисправность основного блока и принимает соответствующие меры в режиме реального времени. Аналогично, если на подчиненном устройстве возникает незначительная неисправность, основное устройство также будет отслеживать состояние основного устройства в режиме реального времени и принимать меры реагирования. В то же время, с помощью двухмоторной системы определения и обработки мощности, синхронная работа главного и ведомого двигателей автоматически регулируется в режиме реального времени, что позволяет по-настоящему добиться синхронной работы скоростей главного и ведомого агрегатов.

4. Выбор преобразователя частоты

Модель преобразователя частоты: Привод среднего напряжения FGI FD5000 , номинальной мощностью 850 кВт, номинальным напряжением 6 кВ и номинальным током 100 А. Количество — 2 единицы.

Основная схема преобразователя частоты выглядит следующим образом::

Каждый преобразователь частоты содержит полный комплект QS1, QS2, KM1 и KM2.

QS — однополюсный разъединитель, а KM — вакуумный контактор.

Когда KM находится в закрытом состоянии, QS механически заблокирован и не может быть задействован.

Закрытие КМ контролируется системой DCS. В закрытом состоянии используется электрическое удержание, а его катушка может оставаться под напряжением в течение длительного времени.

5. В основном проявляется в:

Реализован плавный пуск и плавная остановка при запуске, что снижает воздействие на электросеть.

Непрерывная регулировка частоты преобразователя частоты делает регулирование скорости более удобным и надежным, а работу — более стабильной.

После использования частотного преобразователя были исключены оригинальный контактор переключения и резистор регулирования скорости, что не только сократило расходы на техническое обслуживание, но и сократило время простоя для обслуживания, тем самым увеличив производительность. В то же время были улучшены жесткие условия эксплуатации, что позволило работникам избежать работы в условиях высоких температур, когда летом резистор регулировки скорости перегревается.

Эффект экономии энергии очень заметен на низких скоростях.

6. Анализ уровня экономии электроэнергии и окупаемости инвестиций

Мощность главного двигателя ленточного конвейера 502 новой системы зачистки месторождения Бучжаоба горнодобывающего бюро Сяолунтань составляет 2x800 кВт. Скорость переключается контактором переменного тока. Из-за относительно большой мощности пусковой ток при трогании с места и переключении передач велик, а работа на средних и высоких скоростях нестабильна. Большое количество электроэнергии потребляется на сопротивление ротора, что приводит к огромным потерям энергии. Между тем, условия труда рабочих крайне суровые и требуют срочной реконструкции.

Благодаря таким преимуществам преобразователя частоты, как плавный пуск, плавное регулирование скорости в широком диапазоне и значительный эффект энергосбережения, после обширных исследований на нашем руднике было принято решение использовать привод среднего напряжения FD5000 производства компании FGI для осуществления частотного преобразования системы. После нескольких месяцев эксплуатации было доказано, что эффект трансформации относительно идеален.