白庄2013变频改造可行性讲述.doc

白庄煤矿2013年变频改造项目可行性分析 随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，以变频调速为代表的近代交流调速技术有了飞速的发展，交流变频调速技术以其卓越的调速性能、显著的节能效果以及在国民经济各领域的广泛适用性，而被公认为是一种最有前途的交流调速方式，代表了电气传动发展的主流方向。变频调速技术为节能降耗、改善控制性能、提高产品的产量和质量提供了至关重要的手段。 为积极响应集团公司节能降本的号召，结合我矿实际，2013年计划对南风井、9100、9800皮带、-250m东翼集中皮带及2套综采乳化液泵进行变频改造，现将各项目可行性分别简述如下： 一、南风井变频改造 （一）南风井现状和存在的问题 白庄煤矿南风井主扇风机采用山西运城安瑞节能风机制造有限公司生产的FBCDZ-8-NO28型对旋轴流式通风机，服务范围为-150水平、-430水平东翼、3900采区，服务年限为20年，为风机配套电机500KW×2，额定风量13600m3／min，运行最高效率可达85％。现阶段通风需求较小。由于受采深逐渐加大、地质构造、巷道层位布置的影响。随着采区、-430m水平的延伸接替，通风系统的巷道断面的变化将是一个动态反复的过程。风机与通风系统匹配的好坏程度也将是一个动态反复的长期过程。由于风机设计选型考虑到煤矿的安全生产留有较大余量，风机运行在矿井寿命的前期、中期乃至后期风机不能达到满负荷，相对运行在小角度、小风量、低效率区域，风机整体机组效率实际仅为75％。 （二）解决此问题的具体方案 根据风机变频改造经验，利用高压变频技术改造后，风机风叶角度调到高效角度，风机转速降到满足风量的合理转速，供电系统为工频、变频双回路系统，以变频为主，变频和工频互为备用，安全程度大大提高，具有重大的安全社会经济效益。 具体措施是风机风叶角度由-3度调至0度，风机效率由75%提高到最高效率85%。通过变频调速将风机转速降至679转,风机确保风量7800m3／min(130m3/s)。通过对风机风叶角度和运行转速的优化组合，使风机无论运行在寿命的前期、中期、后期，风机效率始终是最高85％。 （三）风井风机变频改造效益分析 1、风井现场数据 风井风机2台1用1备 配套电机 运行工况 型 号 FBCDZ-8-NO28 型 号 YBFe630S1-8 扇叶角度 -3° 轴 功 率 额定功率 500KW×2 实际功率 一级：295kW 345 kVar 二二级：259kW 303 kVar 风 压 1380-4450Pa 额定电压 6kV 实际电压 6.4 kV 额定流量 230m3/ s 额定电流 61.3A 实际电流 一级：41A 二级：36A 额定转速 740r/min 转 速 740r/min 风压风量 2500Pa 130m3/s 调节方式 扇叶角度 功率因数 0.89 功率因数 0.65 2、目前生产阶段经济效益分析 改造前风机长期在额定转速下运行,根据运行电压、电流等参数得出电动机工频运行时，实际消耗的有功功率： P11= 295+259=554 (kW) P12= (345+303)×0.12 = 77.76(kW) P1 =554+ 77.76=631.76(kW) P1为总消耗功率，P11为实际消耗有功，P12为无功折算的有功，折算系数取0.12； 安装变频器后,我们将调节扇叶角度调整到高效区85%，调节风机的电机运行频率，改变电机的速度来达到调节的目的，由如下图所示扇风机性能曲线确定风机工况点，进而得出以流量7800m3/min (130m3/s)风压3.168kPa计算。 安装变频器后 P2=Q2×H2÷λ=130m3/s×3.168kPa÷85%= 484.6(kW) 变频时合计消耗电能 P3= P2/λ1/λ2= P2/95%/94%=542.7（kW.h） P2为改造后消耗有功;Q2为风机实际流量;H2为风机实际负压 λ为风机效率；λ1为变频效率；λ2为传动效率； 节电率： η=( P1-P3 )/ P1＝(631.76-542.7)/631.76 = 14.1% 月节电费用 (631.76-542.7)×30×24×0.65=4.17万元 年节电费用 4.17×12=50.04万元 由以上数据可知，改造前后平均每天可节约电量2137度，全年节电量为76.9万度，按每度电0.65元计算，全年可节约资金50.04万元。而实施高压变频技术改造的总投资为160万元，显然投资回收期为160/50.04=3.1年。预计经过三年可以收回投资。 3、新汶矿业集团公司孙村煤矿变频改造实际效果 该矿矿井通风系统在2005年1月由一台400风井单独运行的中央分列式通风系统，改变为一台400风井与北立井风井联合运行的两翼