唐殿龍

摘要：因為環(huán)境惡劣以及比較復雜的工況，因此，盡管煤礦井下的乳化液泵站所需要的工作時間比較短，然而還是會長時間地處于連續(xù)運轉的狀態(tài)，導致電力資源造成嚴重的浪費。乳化液泵站開始運用變頻器恒壓的供液進行控制之后，全部打開控制閥門和擋板，改變電動機轉速，繼而對管網流量和壓力進行改變，使得供給量和需求量之間獲得平衡，降低資源浪費總量。本文將對乳化液泵站變頻節(jié)能運行進行一定的分析。

關鍵詞：乳化液泵站;變頻節(jié)能;運行

就我國的國情分析，擁有的人口比較多，但是在能源資源上非常地匱乏，因此必須加強能源的節(jié)約。電力資源是非常重要的，這是國民經濟發(fā)展的重要前提。所應用的通用的機械設備所產生的耗能非常大，水泵和風機設備能耗等都是非常多的，因此必須加強這一問題的重視。

一、系統(tǒng)改造期間的構成

應用乳化液泵的過程中，流量和壓力等多種參數(shù)都隨著應用改變而發(fā)生改變。以往因為技術水平有一定的限制，所以流量和壓力調節(jié)過程中只能依靠控制閥門或者是擋板開度的手段進行，也就是利用人為增減阻力進行一定的調節(jié)，如果工作面的流量需求已經變小，那么很多能量都會在閥門中流失，一般而言，乳化泵選型都是根據(jù)最不利的條件和最大的流量以及壓力進行設計的，但是在具體的運行當中，因為工作面中的條件發(fā)生一定的改變，乳化泵的工作大多都是低負荷的，傳統(tǒng)的依靠泵出口的閥門開度大小對乳化液的實際流量和壓力進行調節(jié)，所產生的能量損耗是非常大的，同時，還會增加對于機械的沖擊，導致機械損耗嚴重增加。

變頻器自動運行的時候，乳化泵的電機變頻的接觸器會在第一時間被控制導通，提升變頻器的輸出頻率，與此同時，還會增加管網的壓力信號，出液管網壓力信號和壓力設定的信號負反饋閉環(huán)。如果管網壓力和設定壓力之間是一致的話，變頻器對于變頻電機的控制就會維持一定的頻率。這一過程中，變頻器PID調節(jié)器在管網設定的壓力信號和壓力反饋的信號中進行對比，如果設定壓力的信號值比壓力反饋的信號值小的話，PID自動調節(jié)的變頻器輸出頻率，導致變頻器輸出頻率逐漸減小，使得電動機轉速降低，繼而使得乳化泵站輸出液體逐漸降低。在管網壓力逐漸降低的背景下，系統(tǒng)設定的壓力和管網壓力之間是平衡的，同時運行于新平衡點上。如果設定壓力的信號值比壓力的反饋信號值大的時候，PID就會對變頻器的輸出頻率進行自動調節(jié)，提升變頻器輸出的頻率和電動機轉速，繼而使得乳化泵站輸出液體得以增加，提高管網的實際壓力，使得系統(tǒng)本身的設定壓力和管網壓力之間處于平衡，還要在新的平衡點當中進行運行。變頻器PID調節(jié)屬于動態(tài)性的調節(jié)，能夠很好地檢測管網壓力信號，利用壓力設定的信號對比，在第一時間調整變頻器輸出的頻率，使得管網設定壓力和具體壓力之間相互一致，使得系統(tǒng)恒壓供液效果得以實現(xiàn)，在此基礎上，與現(xiàn)場工藝的要求之間相互滿足。

一是，系統(tǒng)的主控。系統(tǒng)整體性的控制信號，主要涉及到壓力設定的信號和變頻故障的信號處理，對于壓力檢測的處理來說，主要是從變頻器所設定的，有效地控制整個系統(tǒng)運行的信號，特別是有故障狀態(tài)出現(xiàn)時，一定要加強注意;二是，變頻器中的控制。變頻器的內部控制，主要指的是變頻器中PID的功能模塊，有助于現(xiàn)場工程師進行科學設置以及調試，和以往硬件PID板的控制進行相比時，減少了硬件維護所需，并降低了成本的投入。主控階段的壓力設定的信號和系統(tǒng)壓力的信號反饋共同形成閉環(huán)，繼而達到對管網的恒定壓力進行維持的目的。PID特性是由參數(shù)所選擇的。

二、淺析變頻器技術

通過高效數(shù)字的信號處理器的應用，對實時控制的計算進行完成，有助于用戶觸摸液晶的編程屏幕和熱插拔進行設計，創(chuàng)新的無速度的傳感器的矢量控制，其內部設計PID調節(jié)器，能夠和不同類型的變送器之間共同形成一個閉環(huán)控制的系統(tǒng)。通過低電感母線工藝的而應用，減少諧波干擾的載波范圍和自動優(yōu)化的轉矩功能，能夠達到靜音運行的效果。變頻器能夠通過就地起動和控制停止的方式進行，或者是通過PLC和外部的設備之間實現(xiàn)遠程控制;利用通訊協(xié)議，能夠實現(xiàn)變頻器得到有效地控制。

對制動方案進行有效完善。一般包括直流制動和動態(tài)制動。對于自動補償?shù)碾姍C來說，其轉速比較差，變頻器分為在線和短時在線。如果是多臺電機共同起動的話，那么，就需要對1臺機器進行確定，剩余則為從機，能夠使得多臺及其實現(xiàn)聯(lián)動。當變頻器有故障問題出現(xiàn)的時候，就要直接啟動變頻器的旁路。在防爆殼體當面，按照現(xiàn)場的具體情況一般選擇快開形式作為維護現(xiàn)場的方法，防爆變頻器的散熱選擇的是熱管的自然散熱手段進行。

三、泵站變頻的改造節(jié)能分析

以往的發(fā)展中因為技術水平存在局限性，所以在流量和壓力調節(jié)方面只能選擇控制閥門或者是擋板開度進行完成，也就是利用人為增減阻力的方法進行調節(jié)，如果工作面的流量需求比較小的話，那么大多數(shù)能量就會在閥門中損失。

在煤礦井下存在的乳化液泵站，長時間都是在連續(xù)運轉的狀態(tài)中，繼而造成了嚴重的電力浪費問題。乳化液泵的配件和高壓管路等發(fā)生比較嚴重的損耗，因為設備長時間處于運轉的狀態(tài)，導致發(fā)熱問題產生，出現(xiàn)很多設備故障，不利于正常生產。在改造之前泵站的全年電費是165萬。還為選擇變頻之前，長時間 電機的頻率是50Hz，其功率則是250kW;選擇變頻進行自動控制之后，電機期頻率降低為33Hz，經過有效計算，按照電機功率以及頻率三次之間的對比，電機功率則降低為72kW。

四、淺析變頻調速的作用和優(yōu)勢

一是，提高網側功率的因數(shù)。當原電機從工頻驅動的時候，滿載的時候功率因數(shù)是0.8，具體運行的功率因數(shù)比0.7低。通過變頻對系統(tǒng)進行調節(jié)之后，電源側功率的因數(shù)會上升為0.9，甚至更大，并不需要無功補償?shù)难b置 可以加你高低無功功率，與電網要求之間相互符合，能夠對上游設備運行的整體費用進行降低;二是，降低設備運行的費用。通過變頻調節(jié)之后，因為電機轉速的有效調節(jié)達到節(jié)能的目的，當負荷率比較低的時候，電機轉速就會不斷降低，這一過程中主設備和相應的輔助設備，例如軸承等磨損降低，維護時間增加，設備運行的壽命得以延長，進而實現(xiàn)高效節(jié)能的目的;三是，延長電機使用時間。選擇變頻調速的裝置之后，可以啟動電機，在啟動的時候，電流一般在電機的1.2倍額定電流以內，對于電網沖擊所產生的影響非常小，延長電機使用的時間。整體運行中，電機能夠確保運行的平穩(wěn)性，降低損耗，維持正常的溫升;四是，有助于電機的保護。變頻器的過流和短路與過壓等功能非常明顯，和之前的舊系統(tǒng)之間進行對比，能夠有效完善電機的保護，同時在操作的時候也比較簡單，運行非常方便，可以利用計算機遠程對頻率等多種數(shù)據(jù)進行確定，繼而能夠實現(xiàn)智能化調節(jié)。此外，變頻器和電網電壓的波動能力是非常強的，電壓的工作范圍比較寬，如果電網的敏感度為-45%～+15%，那么系統(tǒng)就會正常地進行運行;五是，能夠和電網電壓的波動之間相互適應。通過高壓變頻的運用，能夠軟啟動點擊，啟動力矩非常大，并且比較平穩(wěn)，實際運行期間，電機能夠確保運行的平穩(wěn)性，并且減小損耗減小，維持溫升。

結束語

綜上所述，通過本文對于乳化液泵站的節(jié)能現(xiàn)狀分析，同時，在以往控制的前提下制定了變頻泵節(jié)能的控制方案，對于泵站耗能的水平有所改善，乳化液泵開始選擇變頻器恒壓的供液進行控制，全部打開控制閥門和擋板開度，進行變頻器的有效控制，使得管網流量與壓力得到改善，并且使得供給量和需求量之間實現(xiàn)平衡，降低資源的浪費。只有這樣，才能對相關工作的開展做好基礎準備。

參考文獻：

[1]趙軍.綜采自動化智能無人化技術與應用[J].山東煤炭科技，2019（02）：198-200.

[2]袁繼成.乳化液自動配比系統(tǒng)設計與優(yōu)化[D].太原理工大學，2017.

[3]呂艷邦，曾志凱.新技術在煤礦企業(yè)大型綜合機械化采掘設備中的應用[J].河南科技，2017（05）：96-97.

[4]陳永明.核酸自動提取儀控制系統(tǒng)的研制[D].南京航空航天大學，2017.