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夜上海论坛 我国对先进工业技术的开发有法律保障,在《中华人民共和国节约能源法》、《高耗能特种设备节能监督管理办法》中明确规定:在工业生产应用中,大力支持节能减排技术的研发、创造、展示以及推广,为了降低能源的耗损比率;大力推广企业用高效率、高能源利用率的、锅炉、电动机、窑炉、泵类等工业设备,争取开创更加先进的工业检测和工业控制技术。然而,在具体实施过程中我们需要了解面临的挑战:
1.1对机械设备的危害与干扰
夜上海论坛 从机器自身结构来看,大部分空压机生产简单有明显的技术缺陷:输入的压力数大于一定值时,变频空压机会自动打开导致电动机空转,严重浪费电力资源并且损害机器本身,继而导致异步电动机的频繁启动和频繁暂停,降低电动机的使用寿命。变频空压机启动时需要很大的电流,对电网冲击较大,而且严重磨损了电器本身的转动轴承设备。电动机在运作的时候会产生很严重的噪音污染,电动机周围的工作环境比较恶劣,也对工作人员的健康产生不利影响,且以人为调节法来调节电动机的输出压力,运转效率低,严重浪费人力资源。
1.2对机械设备相关电器的危害
对变压器的危害表现在:加大铜损和铁损,使得变压器的温度升高,影响绝缘;引起电动机附加零件的发热,引发机器本身温度的额外升高;导致电容器组温度过热,增加中介电质的感应能力,严重的情况下可以损坏电力电容器组;对开关设备的危害,启动瞬间开关将会产生较大的电流变化,达到电压保险值直至绝缘体的破坏;在保护电气的时候,改变电器固有属性,引发电器动作紊乱;引发测量仪表的数据显示误差,降低数据精确度。
2变频技术在机电控制方面的策略
2.1基本思路
在世纪工业过程中对变频技术夜上海论坛进行较为尖端的的软件和硬件设计,先根据传统空压机电动机的特点,全方位分析其耗能原因和工作特性,从而设计出变频技术调速、空气技术压缩、压力传感技术提升等控制方式,根据控制电路进行变频器的确定以及电器初始化的设计,控制方式要用矢量控制,详细分析矢量控制原理,对变频矢量进行仿真检查,科学地改变变频器的运行参数。另一方面,变换变频器的控斜参数。通过复合信号控制变频器的输入与输出,可以在容器的进口处增加电器使用流量信号记录,容器上增加电器压力信号,这样可以减少对机械设备的危害。
2.2具体策略
首先在系统线路中建立安装滤波器,过滤掉高次谐波的干扰信号。其次是屏蔽干扰源,这是抵御干扰行之有效的方法之一,具体做法是用钢管来屏蔽输出线路。再次是将电机正确接地,接地时要与其他的动力电器设备接地点分开。然后是对线路进行合理布局,电动机设备的信号线和电源线应该尽量避开变频器的输入和输出线,而其他设备的电源线和信号线也同样要避开变频器的输入和输出线,进行平行铺设。最后是合理使用电抗器,交流电抗器中的串联电路减弱了输入电路中电流对变频器的打击,而直流电抗器减弱了输入电流中的高次谐波。在设置之前,电动机电网中的高次谐波含量已达到40%,而安装了滤波器之后,高次谐波的含量降到了20.6%,特别是三到八次过后,已经低于标准含量值了。在变频器选择方面,需要学会优先考虑谐波含量低且携带滤波器和电抗器的变频工具。变压机电动机安装时,控制信号电缆和本身的动力电缆要有属于各自的架构线路的电缆结构,做好及屏蔽措施,禁止线路交叉或者架构紊乱,安装时两者要保持距离以及设立必要的防护措施,综合达到既发展工业经济又节能减耗的“双赢”效果。值得我们借鉴的是,国际上针对变频空压机电动机重新设计了空压机,将电机由传统意义上的单相电改为三相交流电,并且具有良好的调速性能。我国目前大量生产和应用的空压机电动机,如果要持续发展就必须要开发出单相电机的变频器。最后对改造之后的空压机电动机进行相关的数据计算,并进行成本分析,验证是否能够让改造后的空压机更加有效地节省能源。
3结束语
随着工业智能化的进一步发展,工业生产中对电动机的控制向着高频化和控制精确化的方向发展,而目前市场上已有最高变频3000kHz的变频器,对同样的二极异步电动机进行调速,最高可达18000r/min,在不增加机械增速装置的前提下,提高了设备运行的可靠性。
2变频技术
夜上海论坛 在煤矿机电设备中的应用变频技术的主要应用对象是电动机驱动的各种设备,在煤矿机电设备中主要包括风机系统、提升系统、压缩机系统、采煤机系统、煤炭输送系统、各类泵等。
2.1风机系统的改进
以某矿井主通风机的变频改造为例,在改造之前,风机设计裕量过大,即使通过调节叶片或者改变管网特性依然远远超过所需风量。利用变频器Harvest-A06/120进行改造,主要参数为:输入频率为45~55Hz,额定输入电压6000V±10%,输出频率范围0.5~120Hz。在利用电压源型串联多电平脉宽调制高压变频器进行改造后,风机效率由45%提高到78%以上,年均用电量减少920000kWh,同时该矿井风机系统可实现软启动,大大降低了对电网的冲击以及对设备的损坏,降低了人工成本。
2.2空压机系统的改进变频技术
对于空压机启动方式的变革具有重要的意义。传统的直接启动方式在启动瞬间会产生较大电流,不利于设备的正常使用寿命的保持。采用变频技术可以降低瞬时大电流对于设备的危害,延长使用寿命。空压机中压风系统的调节一般采用的是压力闭环控制的变频系统,主要利用系统压力检测来对空压机负荷进行调整,当系统内部压力发生变化时,变频系统会根据反馈的压力数值进行补偿调整,最终保持系统内部压力的恒定。采用此种方式进行压风系统的调节,与传统方式相比,响应速度更快,同时能够更加精确地控制风力,保持压风系统较高的可靠性。以唐山矿业某井空压机变频改造为例,对泵房进行变频改造,采用三套ACS800变频控制柜,利用一台PLC集控柜进行控制。其主要参数为:三相输入电压U3in=(380~415)V±10%,U5in=(380~500)V±10%,输出频率0~±300Hz,DTC(直接转矩控制)控制。通过该控制系统,可以实现空压机的一拖三变频调速运转,能够保持系统内的恒定压力控制,实现设备安全可靠运行。与改造前相比,年均可节省电费50余万元;可实现设备自0Hz起的软启动,设备检修周期延长,降低了检修成本。同时还实现了对设备保护功能的进一步完善,完善了设备超压保护、防自启动保护等多种功能,改善了设备的工作环境。
2.3采煤机的改进提高采煤机对工作环境的适应性
夜上海论坛 是采煤机改进的主要方向。工作环境愈加复杂,使传统采煤机的不适应性更加突出。电牵引采煤机在适应性方面有很好的表现,已在许多矿山中得到应用。采煤机的变频调速能力是其工作性能的一大指标。与传统滑差调速相比,变频调速将采煤机的变速性能实现了质的飞跃。能量回馈型四象限变频器在采煤机中的应用是煤矿机电设备改造的向前迈进一大步的标志,它标志着井下采煤机由“一拖二”向“一拖一”的进步,提高了煤矿开采效率,同时降低了采煤机的故障率以及维修成本。由PLC控制的MG700-WD交流变频调速采煤机,能够将采煤机事故率控制在较低的范围内,同时由于PLC程序的开放性,可以更好地进行人机对话,能够在故障发生时较为准确地定位故障位置。对于采煤机变频调速系统,除去目前市面上已有的成熟产品外,还有很多学者对不同类型的变频调速控制方式进行了研究,目前已有一定的理论基础,有待于在实际生产中进行试验以及普及。以ALPHA6900系列变频器在采煤机中的应用为例,可实现主从控制功能,同时还可以实现四象限运行,通过PLC控制电路,对变频器的输入输出端口进行实时监控,采集包括转速、转矩等在内的多种信息,确保系统运行的稳定性。其中,采用ALPHA6900系列变频器的电气控制系统可以分为一拖一单/双电机控制方式,通过采煤机工作环境的变化,对其牵引电机的转速进行调整,实现对采煤机设备的有效保护。
3结语
夜上海论坛 在煤矿生产线中,生产工人的生产环境极为复杂。有各种各样煤矿生产的机械设备、交错的线缆。煤矿的生产主体是机电设备,随着中国现阶段煤矿开采形式的不断深化和发展,对煤矿机电设备的管理水平也需要逐步提升。有效的机电设备管理能力是煤矿企业发展的基础,也是衡量其生产能力的重要标准;应用煤矿机电技术,有利于提高煤矿机电设备的安全性,提高机电技术水平,还有利于规范机电设备的使用。然而,煤矿行业本身存在着一定的危险性,因此必须在生产过程中进行严格要求,一旦出现相关的安全问题,则会导致安全事故发生的可能性,对生产及企业造成严重的损失。因此,加强煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的应用非常重要,只有提高管理水平,才可以保证煤矿企业生产的安全、有序地进行。
夜上海论坛 2煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中存在的问题
2.1缺乏健全的煤矿机电技术管理体制
夜上海论坛 虽然国家强制要求煤矿矿井建立相应的机电管理技术体制,但是绝大部分的企业在煤矿生产过程中,没有健全的煤矿机电技术管理体制。例如,部分企业虽建立了机电管理体系,但是没有落实到真正的生产中,容易造成矿井管理秩序的混乱。另一方面,有些监督机电技术管理人员缺乏责任心,没有做到深入检查,发现不了问题,或忽略问题产生的危害性,导致生产上出现很多安全隐患和问题层出不穷。
夜上海论坛 2.2机电管理技术人才专业性不强
当前,缺乏专业的机电管理技术人才,是中国煤矿企业机电管理工作中存在的突出问题。电力设备管理人员缺乏专业的技能,且岗位人才流动性大,严重地影响了煤矿企业的发展。煤矿行业属于特殊性行业,工作环境恶劣、危险性大,劳动强度也大,若没有完善的人才管理机制,则吸引不了优秀人才。由此导致机电技术管理人员的整体业务素质下降,机电设备的保养及维修工作不完善,从而使矿井生产效率下降。
2.3煤矿机电结构系统问题较多
目前,中国机电结构系统还不够完善,主要表现在以下几个方面:机电设备老化且测试手段落后、机电设备配置不合理、机电设备负荷大等。而煤矿区本身就是一个安全隐患很大的场所,由于上述煤矿机电结构系统问题等问题,会导致水源排放、电力短路、瓦斯泄漏等,若不对煤矿机电系统结构进行完善,则出现的问题更多,严重威胁了中国煤矿企业的安全生产。
3加强煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中应用的具体措施
夜上海论坛 3.1完善煤矿机电管理工作制度
煤矿机电管理工作是一项综合性较强的工作,如何才能加强整体机电技术管理水平呢?首先,我们需要对管理工作中存在的问题进行系统分析,然后对相关问题进行调整和改进,提高对煤矿机电管理工作重要性的认识,从而使自身管理水平得到提高,具体需要做到建立和完善责任分配制度,清晰地划分管理岗位,加强对人力资源的管理,并执行严格的管理规定和标准,保证煤矿机电管理工作安全有序地进行。
3.2加大机电设备管理力度
夜上海论坛 有利于设备安全可靠运行设备安装质量,是煤矿机电设备运行安全的重要前提和基础保障,所以,保障设备安装的质量非常重要,那么,如何才能保障设备的安装质量呢?a)在安装时,制定科学、合理的作业规程,由现场主管工程师来进行审批,这样可以大大地避免安装过程中隐患问题的出现;b)要保障设备的安装质量,离不开管理人员的严格检查和验收,管理人员必须对质量进行严格检查,才能进行下一步工序的安装,这样才能确保整个质量安全。对于机电设备的现场检查,我们可以采用三种形式来开展:a)专业的检测人员定期和定时保质保量地对运行电缆、设备和其它小型电器进行全面检查,发现问题,立马解决问题;b)每月至少开展3次不定期检查工作,主要重点可放在电气设备及供电系统三大保护中,其具体措施,我们可以利用奖励法,对有发现问题的,可以给予相应的奖励;c)其它设备的相关人员应该做好日常的检查工作,对每日工作内容做到详细记载(如表1),做到每天来回巡回检查设备的运行状态,及时发现并解决相应的问题。
3.3提高机电设备管理工作的专业素养
好的机电设备,离不开专业人员的管理,其自身的专业技能水平直接影响了管理团队的水平。如定期举行相应管理技术的培训,促进企业内部管理人员技术素质的提升;与此同时,企业应该建立完善的人才激励机制,合理地调整制度,吸引更多的人才加入,提高人才评价的专业水平,实现企业人才的可持续发展。
夜上海论坛 3.4构建合理的机电结构体系