将破碎机板式给料机液压驱动改成变频驱动技术

  1使用变频器的可行性
    破碎机板式给料机工作特点：
    ①多数空载启动，基本无过载现象，偶然带额定载启动，受料斗*多有70t煤炭；
    ②要求零速启动，速度范围在0~0.6 m/min，可以手动控制缓慢加速或减速，速度在0.3~ 0.5m/min使用较多并稳定运行；
    ③稳定运行中外界负载基本稳定，冲击性较小；
    ④环境温度较低，粉尘较大。
    变频器工作特点：具有自动加速、减速功能，可以调整加速、减速时间，选择加速、减速方式，以及跳频功能，可以保证电动机低速时具有额定转矩；效率高，对电网冲击小，故障率低。这些特点使变频驱动完全可以满足板式给料机驱动的需要。
    半连续系统工作面胶带机（变频器驱动）的工作特点及运行时间与破碎机板式给料机基本相同。通过这两个设备的各项性能指标及维护费用对比，可以更好的剖析用变频器驱动替换液压驱动的可操作性及经济性。
    2板式给料机变频驱动的主要设备及选型
    板式给料机变频驱动的主要设备有：变频器2台，驱动电动机2台，行星减速机2台（使用设备已投入使用的减速机）。
    （1）减速机设备选型：现在系统使用的行星减速机要求额定输入功率130kW，输入转速1500r/min，考虑设备多数运行时间都在0.3~0.5m/min低于*高转速下工作，且交流电动机一般转速1488r/min可以通过变频器超调不超过5%满足1500r/min工作需要，因此行星减速机可以保留使用。
    （2）电动机设备选型：由板式给料机额定驱动功率选型公式可知：牵引力FZ=F1+F2+F3+F4+F5=18065+1806.5+243+154227+140810 =315151.5（N）
  板式给料机额定驱动功率：P额定=1.3FZv/1000η=1.3×315151.5×0.6/1000×0.8 =307（kW）
  另由重载电动机选择经验公式：P重载=（1.1～1.6）P额定板式给料机驱动功率P驱动=P重载=（1.1～1.6）P额定考虑到破碎机板式给料机采用2台电动机驱动需留一定过载能力，重载启动时较多，冬季常常还要在料斗煤炭冻粘后带载启动，，因此取系数1.6，则总驱动功率P驱动=491.2kW，系统使用2台电动机同轴驱动，选取每台电动机功率250kW.电动机主要参数如下：功率250kW，转数1500 r/min，电压400V，频率50Hz.半连续系统使用西门子1PQ系列变频驱动电动机，通过以上参数可选择电动机型号：1PQ8315- 4BP、功率250kW、转数1500r/min、电压400V、额定电流430A、功率因数0.87、IP55.
    （3）变频器选型。变频器选型过程就是变频器与电动机的*佳匹配过程，一般变频器容量应大于或等于电动机容量。工业生产中电动机能力偏大，因此按照电动机的负载功率选择变频器是可以满足工作需要的。对于连续工作的变频器容量可按电机额定电流法选取：通过以上计算可知，变频器容量应在313.5～328.5kW.考虑设计中电动机按重载启动运行选取的，安全系数较大，变频器额定电流一般取电动机额定电流的1.1～1.5倍，则变频器电流为473～645A，通过变频器选型手册确定变频器型号ACS800-07- 0400-3.主要参数如下：工作电压400V，电流693 A，容量315kW.它与半连续系统B转驱动电机变频器相同，可以实现设备互换。
    3液压驱动改成变频驱动的设备费用剖析
    由于液压驱动与变频驱动都可以使用的行星减速机已投入使用，以下对比剖析中不在考虑行星减速机。
    备件与改造费用对比：为保证液压系统可靠运行，及时维修，需购置相应的备件：驱动电机2台70万元，直齿减速机2台24万元，液压泵4台128万元，液压马达2台70万元及液压附件1套30万元，合计费用322万元（不含行星减速机备件费用）。进行变频驱动改造变频器具有互换性，备件只需投入1台电动机35万元。
  变频改造初期投入改造资金：变频驱动250kW电动机2台70万元、ABB变频器2台50万元，电气室1间及附件1套45万元，钢结构改造设备1套30万元及联轴器2套20万元，合计费用215万元。
    只需将液压备件费用322万元投入到变频改造中即可满足改造及备件费用。
    4液压驱动与变频器驱动两者运行维护对比剖析
    2008―2009年，伊敏露天矿半连续系统较好的发挥了设备的额定工作效率。变频驱动的工作面胶带机与采用液压驱动的板式给料机工作性质相近，运行时间相同。通过对两者运行、维护各项指标的对比剖析，可以更好的反应出液压驱动与变频器驱动之间的优缺点及经济效益情况。
    （1）故障率及维修费用比较。2008―2009年故障统计.可以看出，变频驱动的故障率比液压驱动的故障率少很多，如果将板式给料机液压驱动改成变频驱动则每年可增加设备运行时间112h，多生产煤炭22.4万t，减少维修费用9.1万元。
    （2）日常维护费用比较。板式给料机液压驱动每年需更换液压油，合计材料费用15.6万元，更换全部滤器合计费用2万元。处理液压故障更换液压原件常常发生液压油泄漏，需及时补油，合计费用4万元。工作面变频器仅需要定期除尘，检修即可，基本无维护费用。每年可节约维护费用21.6万元。
    5液压驱动与变频器驱动
    两者综合经济性对比剖析由以上剖析可知，将板式给料机液压驱动改成变频驱动技术上是可行的，改造费用215万元。通过表5经济性对比剖析可知：改造后每年可节约日常维护费用28.6万元，节约故障维修费用24.2万元，液压驱动设备统计合计52.8万元，仅通过节约费用预计40个月即可收回改造成本。设备改造后故障率大大降低，减少设备故障时间，每年可增加产量11.4万t，增加产值1 140万元。
    6结论
    通过对伊敏露天矿半连续系统板式给料机液压驱动与工作面变频驱动的剖析比较，认为将板式给料机液压驱动改成变频驱动技术上是可行的，具有切实可行的操作性，会为企业带来极高的经济效益，可以更好的发挥半连续系统的生产效率。仅利用液压备件费用就可以实现板式给料机驱动方式的改造工作，每年节约日常维护费用28.6万元，故障维修费用24.2万元；可增加工作时间169h，增加煤炭产量33.8万t，增加产值3300万元。通过对伊敏露天矿板式给料机驱动方式的剖析，为类似设备的改造提供了技术参考。