冶金企业机电设备变频节能技术分析

2019-11-27李明

中国金属通报 2019年10期

李明

（神华准格尔能源有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯 010300）

矿产资源作为中国国民经济迅猛发展的关键性动力，为推动国内社会经济的发展发挥了极其重要的作用，然而现阶段国内矿产企业在开采过程中依然存在着一系列较为严重的问题急需我们解决，特别是对于中小型矿产企业来说，他们拥有的开采技术与冶金设备十分落后，存在着一系列的安全隐患[1]。另外一方面，因为冶金设备的落后造成矿产企业在实际生产过程中会产生比较大的损耗，这严重限制了国内矿产行业的进一步发展。为了可以有效解决高损耗等诸多问题，有必要采取变频节能技术，提高其产出效率与冶金产品质量。

伴随信息技术与科技手段的迅猛发展，变频技术不管是在理论概念上还是在实际应用上均获得了较快的发展。从功率器上面来讲，通过GTR、IGBT 的更新换代慢慢就发展成愈加智能化的IPM。从控制概念与理论上来讲，压频比控制手段获得了空前发展，矢量控制与转矩控制方式也获得了较为广泛的推广，慢慢朝着自动化与人智能化网络等控制方向而发展。调速系统的集成度也越加高级，并且从单片机开始，先后创新性的出现了一系列新型冶金设备，比方说数字化信号处理器、高级集成电路等[2]。变频器的功能属性也更加繁多和齐全，不单单具备基本的调速功能，还具备了编程软件、参数辨别以及通迅等方面的功能。

1 冶金企业机电设备变频节能技术

1.1 根据负载合理选择变频器与电机负载

在选择变频器和电机的时候有必要充分全面的考虑到具体的影响因素，具体要求是：首先，普通的恒转矩负载设备对变频器的要求是必须具有以下几点要求：过载能力比较大；过载时间充分；具有比较大的启动力与转动转矩力；具有恒定转矩的特征。其次，对于风机、泵类的负载来说，选择变频调速的时候必须符合下面两大条件：设备实用性、经济性比较高，可以为设备提供较为稳定、安全的转速；能够针对冶金机电设备的实际状况与运行情况选择变频控制模式[3]。最后，对于恒功率负载来说，选择变频器的时候必须符合下面两大条件：输出值必须设置为定值控制；选择的变频器可以充分满足对其进行指向性设计的现实需要。所以，为了保障电机始终处在经济、安全的运行状态，就有必要按照负载的物理机械性，选择出适宜的变频调速电机。而使用过程中的变频调速电机，必须尽可能地避免出现长时间空载、轻载状况，同时也需要进一步加强冶金机电设备的维修力度，使其尽量始终处于最佳工作状态，具体情况见下表所示。

表1 变频调速电机负载率、功率因数和效率的关系

1.2 利用皮带传送机进行自我调节

皮带传送机在冶金机电运行过程中一直发挥着极为重要的作用，使用电压低、功率小，就必须确保皮带输送机的产品质量与功能发挥，才可以确保冶金设备的正常运营。在冶金机电生产系统之中，空载、轻载的状况之下，皮带输送机是一直处于正常运行状态的，这就在一定程度上浪费了能源以及不必要的电能损耗。还有一部分的皮带传送机，利用液力耦合器当做软启动设置，较为容易出现电机失控的安全问题，破坏设备的使用寿命[4]。在皮带传送机中利用变频节能技术，就可以有效解决这些问题，避免电机发生失控的状况，确保输送机不会发生损坏，这不单单能够有效提高设备的工作效率，还可以有效地节约能源。比方说爬坡带输送机，借助于GI8928 变频器执行控制指令，通过交流异步电机当做驱动器。皮带电子称实时评测信号与外方的电位器设置值之和，作为初始既定信号，通过一系列的处理操作，对输送机皮带的速度进行有效控制，完成自动调节，按照实际料量，就会产生相应走速，减少浪费和耗能情况的发生。

1.3 借助流体负荷设备调节设备转速

流体负荷设备对变频节能技术的执行与完成，主要是体现在变频调速技术对风机运转速度以及水泵运转速度的有机调节。变频调速技术对于风机运转速度的调整力度是比较大的。这是因为冶金机电的工作环境比较特殊，因而在变频调速装置的设计上也会着重考虑到冶金环境的特别需要而进行技术优化，进而降低风机运转速度。另一方面，电机输出功率也会达到前导器闭合的时候风量及其风压回答道原本的三分之一。

这种设计其实更加符合冶金机电的生产环境，平均每一年能够有效节约国家能源资源，电费也会大大降低。在冶金要求下的液用泵上设置变频调速装置，能够在一定程度上提升液用泵的机动性与灵活性，可以对工艺系统提高管理力度，确保产品的最终质量。应用变频调速装置还能够对液用泵的运行速度进行有机调整，能够让液用泵的空转时间大大缩短，不会频繁开启、停止，能够有效节省冶金机电的工作能源，降低了设备的运行成本，保证安全生产。

1.4 压频比控制

变频器的基本原理便是利用半导体元件把工频电流信号转换为其他频率的工作电流信号，从而让交流电转变为直流电，然后借助于逆变器完成对电流和电压的调整和控制，让冶金机电设备完成调速运转，换句话说，也就是“交—直—交”的转变过程。在这个工作过程中，频比控制模式起到了非常关键的作用并发挥了重要影响。水泵和风机作为冶金机电设备的辅助工具，其主要耗电仪器在长时间高负载工作状况下不单单会容易造成工作故障，同时还时常导致设备处在满负载状态。对于工作蓄水量以及风量调节绝大多数情况下均是采取风门、风叶、闸门闭合的调节方式。这种调节方式不足以完全满足冶金机电设备工作中对冶金辅助生产的多种要求。所以，借助于变频技术对风泵类机电辅助生产系统进行节能改造时必须的。