矿用防爆变频器应用越来越广泛

发布时间: 2014-03-11 10:49 作者: 浏览次数: 字号:

矿用变频器应用相对其它变频器较晚,但近五年来发展态势迅猛,有各行业之首的趋向。最根本的原因在于落后的电气设备满足不了工业化生产的需要,陈旧的老设备效率低、能耗大,防爆行业发展中出现的技术问题亟待解决。同时,节能降耗、低碳排放是社会发展的客观需要,国家对防爆行业的技术升级改造也十分重视。从“十一五”计划至今,防爆行业技术发展日新月异,矿用防爆变频器的应用也日趋广泛。
在今天,矿用防爆变频已涌现越来越多的本土品牌,并且在标准接轨、行业需求把握方面具有极强的本土优势。
专家言论
韩菊娣:1982年黑科大毕业分配至煤科总院上海分院电气自动化所工作。94年后任电气自动化所经营所长。2002年退休后,创办上海申地自动化科技有限公司。在晋城矿务局的支持下,她带领所在团队的技术人员开发了矿用大功率系列变频器、高低压软起动器,并在国内第一个建成了两电机对拖四象限变频器回馈的变频器加载试验装置。2006年底,年已60岁的她第二次退休。2007年7月在煤矿部分老领导支持鼓励下又创办了上海地澳自动化科技有限公司。她带领所在技术团队开发了矿用1140V、630KW以上大功率变频器,并首次将630KW/1140V四象限变频器成功应用在国投新集刘庄煤矿大巷及顺槽等多条下运皮带上。
地澳韩菊娣:防爆变频器的“前世今生”
注:上海地澳自动化科技有限公司自成立以来,一直致力于煤矿采、掘、运、电设备的调速与控制装置及其系统的可靠性研究。其所研发的KDJR系列矿用隔爆兼本质安全型交流变频软起动控制器被国家科技部列为创新基金项目。所有设备都取得了防爆合格证,矿用产品MA准用证及生产许可证。
矿用变频器不解之缘
变频器的诞生给电机提供了一个频率可调的电源,这使其调速性能:高精度的转矩、多机联动时的功率平衡及双闭环控制性能在电机的运行中得到了最佳的发挥。实践证明:变频器给电机节能、环保运行带来了福音。
1998年底我们所研发成功矿用软起动器后,就计划开发矿用变频器。99年10月,向院申报项目时,正值亚洲经济危机,同时煤矿又处在部局机构调整中,故科研费下拨很少。当时主管科研的院长说只能给2万元,这点钱买IGBT模块都不够,无奈,只能放弃。
2002年3月我退休了,接了我们老院长的公司,把它改制后,第一个项目就搞矿用变频器。当时,研发变频器还有许开诚同志,他是第一个吃“螃蟹”的人。他带领唐山开诚的技术人员在研发,他们于2001年研发成功取得了煤安证。我公司是2002年9月完成了MA认证。在我公司变频器的发展中,晋城矿务局的机电总工、租赁站站长陈汉英同志给了我很大的支持,从经费、技术、试验场地等各方面给予了全面支持;更可贵的,还是陈站长和他的团队及各矿的同仁们那种锲而不舍的执着精神,给了我很大的鼓舞,他们理解且包容我们的一次次失败,又给了我们一次次的鼓励和机会,晋城局成了当时大量使用矿用变频器的中心,带动了周边各单位来参观学习,这才有今天防爆变频器发展的大好局面。
防爆变频器的诞生,带动一批产业和产品的提升。首先是我院防爆电气检验站。当时变频器刚出来,防爆站的检验规范和检验标准都不全,有的检验项目还没有标准依据。时任防爆站的副站长张建同志收集了国内外有关变频器的技术资料和标准后初步编制了一份检验规范,并在检验实施中逐条进行,成功一条,肯定一条,在实践中不断完善了检验规范,并在此基础上升级了检验设备,增添了有关检验仪表,为生产防爆变频器厂家的MA认证创造了条件,提供了方便。
2003年后变频器得到了广泛的应用。随着现代电力电子技术及计算机控制技术的迅速发展,促进了电气传动的技术革命,交流调速取代直流调速,已大势所趋。
据国家统计局统计,2002年我国消耗电力16200亿度,其中有60%—70%的电能,约1万亿度被各种类型电动机所消耗。到2002年底,我国的各类电动机的总容量是5亿千瓦,1亿台左右,85%是异步电机,其中只有不到2000万千瓦的电动机是带变频器控制的。而带变动负载,具有节能潜力的电机在我国至少有1.5亿千瓦。在过去的几年内,我国变频器市场保持着12%—15%的增长率,这个速度已经远远超过了近几年的GDP增长水平,而且预计至少在未来的5年内,行业内还将保持着10%以上的增长率。考虑到大约6%—8%的价格下降因素,我国市场上变频器安装容量(功率)的增长实际应在20%左右。按照这样的发展速度和我国市场的需求计算,至少在10年以后市场才能饱和并逐渐成熟。因此,我国变频器制造企业具有很好的发展空间。特别是煤炭工业领域,大功率的传动机械中,风机、水泵占据主要地位,如:煤矿的排水泵和排风扇以及自来水供水泵等,驱动电动机多般功率在400~10000KW、电压在6KV~10KV的大功率高压交流电动机。高压大功率变频调速装置主要用来对这类高压电动机进行调速控制。
据统计,仅1987~1991年全国高压电动机的总产量就达到38196.5MW,并且产量还在以10%的速度在年增加,1996、1997年两年全国高压电动机产量达1000万KW.从技术工艺、节能方面出发,变频调速是性能最好、也是最经济合理的调速技术,所以高压变频器在煤矿行业中有很大的需求。
调整阶段的煤矿市场
目前,煤矿市场虽处于结构调整阶段,但是这是煤炭生产向着更加集约、更加环保、价格更加合理方向发展,煤炭产品向着煤层气、煤变油、洁净煤及煤炭综合利用方向发展,这些发展离不开高新技术、少不了变频调速技术,主要依据是:
1、国家政策需要矿用大功率高压变频器
A、《中华人民共和国节约能源法》第39条第2款规定:国家鼓励节能技术,发展电机调速节能技术,逐步实现电动机、风机、泵类设备和系统的经济运行,提高电能利用率;
B、煤炭工业是国家经济命脉和能源安全的重要基础工业。国家“十一五”扶植13个亿吨矿区,500对1000万吨的矿井,至2011年底仅有6个亿吨矿区。2012年颁布的《煤炭工业发展“十二五”规划》明确提出:“加强科技创新,提升科技支撑能力,推广先进适用技术,提高煤矿装备现代化、系统自动化、管理信息化水平”:“推进煤矿重大装备国产化,重点开展矿井新型辅助运输装备、矿井信息网络自动化系统,以及关键元部件的研制及示范应用”;并要求“十二五”期间结合结构调整,实现矿井综合自动化,提升矿井安全生产能力;
C、为贯彻《能源法》,煤炭协会提出:“凡200KW以上电动机,均需高压供电,以减少降压次数”。
以上法规为大功率矿用高、低压变频器的推广应用提供了法律法规和政策依据。
2、新技术发展和应用助推矿用大功率高压变频器
为贯彻执行《能源法》,我国煤炭开采领域经第十一个五年计划后,井下供电布局:由地面及井口10KV和6KV、工作面1140V、大巷660V、选煤厂380V升级为:地面及井口10KV、大巷6KV、工作面3.3KV、选煤厂660V的全数字化微电子综合保护供电系统,为煤矿使用3300V以上高压大功率变频器提供了安全供电保障。