渣浆泵变频器改造

　　摘要：本文介绍了三山岛选矿车间渣浆泵变频改造，及改造所带来的经济效益。关键词：变频改造经济效益中图分类号：C35文献标识码：A

　　一、概述

　　随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，现在人们越来越关心我们赖以生存的地球，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施，在最近几年，通过努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。

　　变频器和软启动器的应用领域是越来越广，使用也是越发频繁。在电机和风机的控制中，变频调速和软启动节能效果非常明显。

　　二、电力耗能分析

　　为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行，除达到动力驱动要求外，必须实时调节风机水泵等的流量。目前调节流量的方式多为调节阀调节，这种调节方式仅仅是改变了通道的通流阻抗，而电动机的输出功率并没有多大改变，往往是电机在全速运行，调节阀通过节流来控制生产的需要，实际上是人为增加阻力办法达到调节目的，这种节流调节方法浪费大量电能。当风量减少风机转速下降时，其电动机输入功率迅速降低。

　　在电机全压启动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收7倍的电机额定电流，而大的启动电流即浪费电力，对电网的电压波动损害也很大，增加了线损和变损。过大的起动转矩产生机械冲击，对被带动的设备造成大的冲击力，缩短使用寿命，影响精确度。如使连轴器损坏、皮带撕裂等。而使用软启动装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。电机启动时启动电流可从0――电机额定电流逐步增加，减少了启动电流对电网的冲击，节约了电费，也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。

　　三、变频节能分析

　　采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下（根据机种不同，为125%~200%）。用工频电源直接起动时，起动电流为6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动（起动时间变长）。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍，起动转矩为70%~120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

　　1、变频器的工作原理

　　变频器的英文译名是VFD（Variable-frequencyDrive），这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。（但VFD也可解释为Vacuumfluorescentdisplay，真空荧光管，故这种译法并不常用）。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。

　　交流电动机的同步转速表达式位：

　　n=60f（1-s）/p式（1）

　　式中n―――异步电动机的转速；

　　f―――异步电动机的频率；

　　s―――电动机转差率；

　　p―――电动机极对数。

　　由式（1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

　　变频器的作用是通过改变电源的频率来改变电机的转速，也就是通常所说的变频调速。变频器分为交直交、交交变频两大类。变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率，使传动技术发展到新阶段。

　　四、创新点

　　取消渣浆泵传统的控制方法是矿浆泵阀门法，即通过人为开大或关小管路上阀门开度来调节矿浆流量。阀门控制法实际是通过改变管网阻力的大小来改变流量。因此，这种控制方式当流量减少的时候，压力反而会增加，由于轴功率的降低有限，过剩的轴功率将导致渣浆泵出口压力增加而白白浪费，造成了泵池液面忽高忽低渣浆泵抽空、气蚀振动，甚至不上矿等工艺、设备事故。利用变频器调速装置可以在阀门全开状态下，通过改变电动机的转速来自动调节流量，实际上也减少矿浆动力起到了作用。当来矿量变小，泵池液位降低，就需要变频器相应输出低频率让电动机低速运行，反之，电动机在工频下运行各项参数和原来是相同的。可见只要适当的改变电动机转速就可以实现平稳的输送。

　　3、经济效益分析：

　　每小时耗电：132KWX1=132KW(工作负荷按照额定功率的80%计算)；

　　每月耗电：24X30X132KWH=95040KWH(每天24小时，每月按30天计算）

　　每月电费：95040x0.8=76032元（每度电按0.8元/KWH）

　　每年用电费：76032X12=912384元

　　变频后：

　　电机转速可降低到40HZ，按照40HZ理论计算节电率为：48.8%，按照40%计算那么一台泵：

　　每小时实际节约电能为132x0.4=52.8KWH

　　每年节约电费为：52.8X24X30X12*0.8=364953元；

　　总投资：200000元

　　投资回报：364953/200000≈6个月收回成本

　　三山岛金矿直属选矿变频器在渣浆泵电动机改造中，达到了节电，低维修。如果全部采用变频调速技术实现节能运行，设备、工艺节能效果十分显著，既提高了泵设备作业率、运行效率和使用寿命，又满足了生产工艺要求，且大大减少了设备维护、维修费用。而且保证了安全可靠的生产，这种方式适合于我矿目前的发展规律且有极高的推广应用价值。