陈景峰

摘 要：为了能够顺应新时代节能减排的要求，福建省潘洛铁矿洛阳选矿厂引入变频调速技术旨在实现节能降耗。本文首先阐述了改造前选矿生产出现的问题以及改造后离心式渣浆泵变频系统的优势，然后探讨了变频调速系统的自由转换开闭功能、信号外接、自动复位功能，最后分析了变频调速器这一变频控制节能技术的可行性，证明变频调速器安装在合格介质泵中，具有良好的节能降耗优势。

关键词： 选矿厂；变频器；介质泵

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.069

0 前言

变频器应用在泵类、驱动风机等设施上有明显的节电效果，且具有高可靠性和高稳定性。在福建省潘洛铁矿洛阳选矿厂的多方证明下，使用健全的变频交流电变频调速技术具有多种优势。在这种条件下，随着我国工业化的快速发展，把变频提速器安装在两台电机功率为45KW，型号为150/100D-AHK的离心式渣浆泵上（合格介质泵），在选矿工作呈现出许多优势。不但将生产工艺中的难题解决，同时在厂、矿节能方面十分可观。

1 改造方案

1.1 分析改造前系统出现的问题

生产中，为了使型号为FX350-GT-S2*4旋流器组得到有效控制，一般是采用手动开启度进行离心式渣浆泵流量的调整阀门的形式展开，即运用增减管道上的阻力来对管道中介质流加以控制。该种方法不但耗费人大量的精力，增加过多的人资耗费，同时还会导致阀门磨损严重，使其的使用期限大大缩减，须频繁更换泵出口闸阀。假若离心式渣浆泵无法确保压力控制稳定，就极易产生过多或者过少介质量流入到旋流器组的现象。假若泵的入口闸阀没有控制好，极有可能产生电机超负载自动停泵的状况，阻碍正常生产；而旋流器组中缺乏介质量就极易导致固液比例失调，对混料泵的伤害极大。

控制管道中压力时采取手动离心式渣浆泵出口闸阀开度的方式，因为是以最大负荷量选择设备型号，在实际运作中设备中保留的富余量就会较大。所以导致电动机运转效率低，浪费了较多的电能。

离心式渣浆泵有45KW的电机功率，是采用手动方式开机，进而导致生成的启动电流过大，给电网带来极大冲击力。在实际生产中由于无法对旋流器组液位的变化状况展开及时、精准的检测，无法快速的应对突发事件。

1.2 改造后的重介质电控系统

为了解决以上问题，并与生产工艺需求相符，使企业成本降低，福建省潘洛铁矿洛阳选矿厂在实际生产中运用变频调速技术，即改造两台（其中一台备用）离心式渣浆泵为变频调速合格介质泵。该次改造是以原供电为前提，进行变频控制柜的添加。即传感器、水泵、变频器以及柜外连接线等闭环构成离心式渣浆泵变频控制系统。改造后的优点如下：

检测压力时采用压力传感器，使用变频器PID闭环控制法自调电机转速，该控制法具有动作精准性高、反应速度快，生产便利的优点；运用变频本身较强的编程实力，可灵活转换开闭环等各种控制形式；变频器可对电机实行软启、停的操作，使冲击电流现象大幅度减少；旋流器组内的压力稳定对分级效果有关健作用，并且使离心泵喂料池的液位控制难度降低；因为变頻器本身具备过电流、过载、过（欠）电压、短路、缺相等各种保护功能，从而使电机使用年限大幅延长；可直接利用改变变频器运转频率的方法控制压力稳定，去掉阀门，降低了压力冲击管网的幅度，同时大大节省了耗电量，并且噪音量大幅度减小。

2 变频调速系统的控制功能

图1是变频调速系统的控制原理：

2.1 自由转换开闭环功能

闭环控制。将压力传感器安置在旋流器组进浆管道之上，其对管道内压力进行控制时采用4mA到20mA电流信号的方式，在与配电器把该信号转化成0V到10V的电压信号，即确保压力控制在0.5～0.7Mpa。最后信号输送到变频机模拟量输入通道，同变频器内设定的定值展开PID计算。7.5V是变频器内设定值，相对应就是85%泵池液位的电压信号。以比较结果为据，变频器会将相应的频率输出，达到了对离心式渣浆泵转速进行压力稳定控制的目的，从而控制了旋流器组压力。

开环控制：当设置变频器的闭环功能无效时或者操作人员转换X2开关并且接通COM时，系统就开始进入开环运转状态。操作员能够运用上位机对AI + 和AI -展开4mA到20mA 间的电流调控，达到开环对离心式渣浆泵转速调控的目的。开、闭环转换速度快、灵活，会轻松应对生产中出现的突发故障。比如旋流器组以上的压力传感器出现问题或者液位信号反馈不精准，只要快速的把离心式渣浆泵从闭环切换到开环即可，这样就能可靠、安全的控制系统。

2.2 信号外接

把变频器输入频率和压力传感器这两种信号或故障信号接入到配电柜，通过编程集控PLC，变频器实时输出频率、旋流器组液位变换以及故障种类，均可在配电柜上位机上展开实时监测，为生产带来了极大的便利。

2.3 系统复位功能

变频器发生故障，会关闭内部的TA、TC间的常开点，故障继电器3KA产生动作后就会立即停止离心式渣浆泵；下按控制柜中的SB7按钮就可手动复位。编程变频器后，能够达到自动复位。该种方法优势在于，离心式渣浆泵在平常生产中出现跳电故障，10s之后系统会自行复位，这样有助于节约时间和电能。

3 分析合格介质泵变频控制节能技术的经济性

水泵节能原理图是图2，其中变频和工频时压力与流量曲线为曲线④和②，在水泵压力不同时显示的特性通过曲线①和③来表示。水泵在A点工作时，，也就是同面积成正比。要使流量从向下降时，假若是通过手动离心式渣浆泵出口闸阀开度的方式调节，工作点就会从到移动，流量会降低，压力升高，轴功率只有较少的降幅；运用变频调速的方法，就会从工作点向工作点移动，在符合相同流量时，压力也会大幅度降低，轴功率会大幅度下降。

福建省潘洛铁矿洛阳选矿厂自从将变频器调速安装在离心式渣浆泵中展开自控以后，旋流器组没有产生过一次的压力过高或过低的情况，且生产过程中均运转频率为45Hz，比原来降低了5Hz，即有27%的节约率。

以选矿厂平常生产规划为依据，每天变频器运转16小时，全年节省的电能为，假若以每度电0.65元来计算，每年就会节省76121.4元的资金。

4 结语

总之，福建省潘洛铁矿洛阳选矿厂在实际生产中应用变频调速技术，不但能够保证生产过程更加顺畅，将以前手动闸阀开度操作的问题解决掉，并且节约的电能也十分可观，即变频调速技术作为合格介质泵变频控制节能技术，值得在众多选矿中推广。

参考文献：

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