永煤集團 車集煤礦 倪良志
車集煤礦矸石山1.2 m雙筒礦井提升機電控變頻改造
永煤集團 車集煤礦 倪良志
車集礦矸石山1.2 m絞車擔負著全礦矸石的運輸提升任務,原機械電控系統(tǒng)較為簡單,絞車機械電控系統(tǒng)老化嚴重,電機工頻運轉,運行噪聲大,運行過程中電能消耗大;再加上啟動電流大,對電網(wǎng)、機械設備沖擊較大,極易損壞設備,設備的維修率較高。原電控系統(tǒng)通過人工操作手柄來控制電機與減速機對輪,進而控制絞車的運行速度,在絞車運輸矸石的過程中,矸石山翻矸較為頻繁,工人勞動強度很高。車集煤礦為響應公司節(jié)能減排的要求,提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,確保設備安全運行,本著“多上設備、少上人”的原則,對矸石山1.2 m絞車進行了升級改造。
1.原提升絞車基本參數(shù)。提升機型號為2JTK1200/24,其相關參數(shù)見表1。
圖4 原提升機相關參數(shù)
2.改造后制動系統(tǒng) 。改造過程包括拆除原角移式制動系統(tǒng)、制作安裝制動盤、安裝盤形制動器、安裝制動傳動機構(液壓站)4個部分。
(1)根據(jù)需要,拆除原角移式制動系統(tǒng),拆除過程中要規(guī)范操作,以免損壞設備。
(2)制動盤要根據(jù)現(xiàn)場測量的原制動輪直徑制作,現(xiàn)場采用螺栓固定方式安裝,固定力矩要滿足要求。
(3)盤形制動器根據(jù)制動盤中心線實際尺寸,測定制動器中心,采用原角移式制動器地腳螺栓做過度底盤固定。提升機盤形制動系統(tǒng)要符合以下要求:提升機停止工作時,應準確、可靠地閘住。在減速運行、下放重物以及調繩時,須用制動裝置參與控制實現(xiàn)工作制動。
(4)制動機構(液壓站)要合理設置。連接管路實現(xiàn)工作油壓傳動,使控制器獲得不同的制動力矩。制動機構要符合以下要求:當提升機實際工作時,產生不同的工作油壓,控制制動器獲得不同的制動力矩;緊急事故時,能使制動器迅速回油,并使現(xiàn)二級制動;控制雙滾筒提升機活滾筒的調繩動作。
1.原電控。原電控主要由控制屏、操作臺、電阻器等部分組成??刂破两Y構為條架式,所有控制元件均裝在角架式角板上。操作臺上裝有主令控制器,還裝有按鈕和信號燈,可方便地啟動、調速、換向及制動交流繞線型電機。
2.改造后電控設備。改造后電控設備由開關電源柜、變頻柜即全數(shù)字操作臺等部分組成。各部分組成元件如下:。
(1)開關電源柜。包括雙電源進線開關、過流保護斷路器、控制接觸器、分項控制斷路器、變頻柜電源、液壓電源、潤滑電源、測速電源、角機電源、PLC電源、電磁閥電源等元件。
(2)變頻柜。包括變頻器(含濾波器)、能量回饋單元、制動單元、過流保護元件、過電壓保護器、漏電保護元件,隔離單元模塊、分項控制繼電器等元件。
(3)全數(shù)字操作臺。包括數(shù)字式深度指示器、數(shù)字式電壓電流表、主令控制器、制動手閘、各項功能按鈕開關、上位監(jiān)控(顯示器)等元件。后臺元件包括FX2N PLC主機、各項功能模塊和計算機接口板、232通訊模塊、繼電器等元件。
3.數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)。包括工業(yè)計算機、顯示器、位置檢測用的1臺獨立的軸編碼器等部分。系統(tǒng)功能如下:
(1)通過控制行程自變量速度實現(xiàn)對調速系統(tǒng)的控制,能夠有效控制提升機的位置,顯示提升機速度曲線,并生成多個軟開關點,參與控制和保護。
(2)可以對提升機系統(tǒng)的PLC輸出的位置信號和速度信號分別進行比較,當兩者偏差過大時,會立即安全制動。
(3)在提升機控制系統(tǒng)PLC故障時,能完成相關提升控制,實現(xiàn)軟件安全回路與其他安全回路的冗余閉鎖、
4.改造后變頻電控系統(tǒng)設備配置。系統(tǒng)設備包括TKD–BP型變頻柜、TKD–BP型全數(shù)字操作臺、低壓輔助電源柜、變頻能量回饋制動柜、限位開關、軸編碼器等。配備4臺監(jiān)控攝像頭,在一個監(jiān)視器上顯示畫面分割。為防止PLC及變頻器溫度高,影響運行,需配置制冷機1臺。電源線、控制線需配備防雷設施,避免雷擊造成系統(tǒng)故障。
1.實現(xiàn)了電機無級調速,優(yōu)化了節(jié)能控制系統(tǒng),實現(xiàn)了綠色用電,節(jié)電效果明顯。車集煤礦矸石山原系統(tǒng)電機的電機輸入功率約為46 kW。經過變頻改造,操作員只需給定一個運行指令,電機會在設定好的參數(shù)下進行運行,電機轉速根據(jù)現(xiàn)場使用的實際情況合理設置。根據(jù)現(xiàn)場的負載,經過改造后的電機平均轉速300 r/min,經過計算改造后的電機輸入功率約為31 kW,是原系統(tǒng)的67.37%。因此,改造后的系統(tǒng)節(jié)電率達32.63%,同時運行的可靠性和平滑性均有很大的提高。矸石山55 kW絞車每天運行20 h,按照32.63%節(jié)電率計算,年節(jié)電10.27萬kw·h。
2.采用軟啟動,電流沖擊小,電網(wǎng)負荷減輕。
3.調速精度高,有利于生產工藝的提升。
4.設備維護周期延長,降低了生產停機故障率。
5.系統(tǒng)運行噪聲低,有利于環(huán)保。