一、技术名称:球王会变频能效系统技术
二、技术所属领域及适用范围:适用于煤矿地面及井下有瓦斯、煤尘爆炸危险环境,也适用于煤炭、冶金、化工、建材、粮食、运输等环境,作球王会顺序控制、监控皮带各项保护用及多电机驱动功率平衡。
三、与该技术相关的能耗及碳排放现状
在大中型煤矿企业的生产中,需要大量使用皮带运输机(以下简称球王会)来完成煤炭的输送。传统运输控制方法是以中央控制器PLC通过变频器控制各条球王会的启停顺序,当球王会达到额定带速后,变频器会失去对电动机的控制作用,球王会将按照设计带速恒速运行,从而在空载、轻载等情况下造成电能的浪费。
目前国内大型矿业集团的吨煤生产综合耗电量约为40kWh(最高达80kWh),选煤耗电量约为8kWh/t,中小型矿业集团受资源条件和生产设备的限制,能耗更高。
目前该技术可实现节能量8万tce/a,CO2减排约21万t/a。
四、技术内容
1.技术原理
皮带变频能效系统在胶带输送机上安装料流传感器,通过PLC网络系统智能检测和计算胶带上运送煤炭的情况,并与变频器相配合,实现球王会的节能运行,最大程度地降低球王会的无功损耗,提高皮带输送机的整体运行效率。该能效系统是集保护与节能控制于一体的电控系统,将控制系统、保护系统、通讯系统和视频监控系统融合到一起,构成一个完整的操作、调度、保护及监视网络,通过多级驱动功率平衡技术,保证多台电机运行时出力一致,实现对整个运输系统的优化运行控制。
2.关键技术
(1)PLC网络系统智能检测和计算、整个运输系统的遥控、遥测、遥信、遥调;
(2)变频多机拖动功率平衡及多条皮带协动;
(3)地面到井下多条皮带及远距离协调连动实现“煤多快转,煤少慢转”、“顺煤流起车”、“有煤开车,无煤停车”。
3.工艺流程
工艺流程见下图。
五、主要技术指标
1.具有过负载能力,能在150%额定输出下维持1分钟;
2.变频器零速运行时,变频的启动转矩大于1.5倍额定转矩;
3.在20-100%的负载变化情况内达到或超过0.95的功率因数,并且电流谐波少,无需功率因数补偿/谐波抑制装置;
4.内置功率平衡调节,可与各类变送器形成闭环控制系统;
5.变频器可以采用就地起动、停止控制方式,也可以利用PLC或外部其他设备进行远程控制;通过通讯(RS485、Modbus、Profibus),可同时控制32台变频器主机,从机可更多。
六、技术鉴定、获奖情况及应用现状
目前,变频器已经在煤矿行业中得到广泛的应用,尤其是在主扇风机、局扇风机、提升机、压风机、渣浆泵等负载,其节能效果显著。但在球王会领域将变频调速、信息化技术、自动化技术相结合,最终实现球王会的低能耗运行的技术,目前并未得到大范围应用。球王会变频能效系统在借鉴国外先进技术的基础上,整合了相关领域的技术,开发出自动化程度高,安全可靠的皮带输送系统,可在煤炭、冶金、电力、化工、建材等众多领域广泛应用,具有较大的节能潜力。