凌钢保国铁矿选矿车间高压环水泵、变频改造效益分析

一、原有设备及运行状况

选矿车间现有四台高压环水泵，主要用于选厂磁矿系统和混合矿系统生产用水，车间内部编号为1#、2#、3#、4#高压环水泵，其中1#、2#环水泵配用电机功率为6kV、315kW电机，3#、4#环水泵配用功率为6kV、400kW电机，四台高压环水泵在改造前均为直接启动工频状态下运行。

二、原有设备存在问题及对生产系统的影响

1、原有的环水泵由于是在工频状态下运行，环水流量压力调整需靠阀门的开度来进行调整，造成泵及阀门磨损量大、电能浪费严重;

2、由于非恒压供水，影响选矿车间生产工艺指标的优化。在选别作业中，生产循环用水是集中供水多点使用，各生产用水点的高差大，且用水量也不固定，当用水量发生变化时，整个生产系统用水的流量及压力变化，各工序需重新调整使用水量，造成选别指标波动，直接影响精矿品位及尾矿指标。

3、环水泵启动时造成环水管路压力的突变，冲击负荷造成环水管路压力过高，多次造成环水主管路开裂，迫使生产系统停车，直接影响生产系统稳定运行。

三、解决方案

环水泵运行是否正常直接影响我车间的正常生产，采用变频调速技术可以随生产工艺的要求实现动态调节环水供应量，根据环水管路压力及流量，均恒调整电机的转速可以解决上述的问题。

在节省设备投资、满足我车间生产的前提下，对我车间高压环水泵进行以下改造工程：

1、在设备选型方面，通过对国内、外高压变频器各项性能与技术参数进行比较，由于北京合康亿盛变频科技股份公司生产的HIVERT—Y6系统变频器采用功率单元模块化设计，具有较宽的输入电压范围，清晰明了的人机界面，同时具有完备各项保护功能，且能够满足系统闭环运行控制要求等特点，经过多方考察与比较我们决定选用合康亿盛HIVERT—Y6系列变频器。

2、继续利用原有环水高压柜作为在工频状态下启动柜或在变频状态下的电源柜，减少了设备投资。

3、采用变频器一拖二技术，即一套变频器装置通过切换柜可以分别控制两台电机。具体实现方式是在1#、2#环水电机泵安装一台400kW高压变频器，3#、4#环水泵电机安装一台500kW高压变频器，一台变频器可在两台电机之间切换运行。当一台泵或电机出现故障时，可切换至另一台泵或电机运行。在变频器出现故障时，可退出变频在工频状态下运行，从而达到了即节省投资，又保证生产稳定的目的。

4、环水泵变频器可分别在手动与自动状态下运行，根据生产用水的特点,在环水管路的最高点与最低点处分别设置检测点，检测环水管路上最高点及最低点压力值，在环水泵池检测环水液位，将全部测量值及变频器运行模拟量信号值送至PLC模块，通过PLC编程控制技术，自动调节变频器转速达到恒压供水闭环控制的功能，保证了生产用水均衡稳定性。

四、变频改造的项目投资

1、用于购买两台高压变频器、plc控制柜等相应设备投资费共计约90万元;

2、在高压变频改造过程中所用电缆及辅助材料等费用为3.72万元。

此项工程改造费用共计为：93.72万元;

五、变频改造前后生产耗电情况对比

1、现将变频改造完成后，在磁矿系统与混合矿系统同时运行时，高压环水耗电情况对比如下(下表所选时间为：改造前2月24日，改造完成后4月24日)：

高压环水泵运行数据对比

2、将环水改造前及改造后月用电情况对比分析如下：

通过上述表格可以看出，高压环水经过变频改造后，环水泵用电量均已经大幅下降，节电效果显著，环水泵在改造后平均省电率为31.23%。

六、经济效益分析

环水泵变频改造，仅从节电及生产工艺的稳定性计算，可带来如下效益：

1、高压环水泵采用变频运行后，在生产系统正常运行时电机节电率为31.23%，改造前在生产系统正常运行时每小时高压环水耗电量平均为647.06kw.h，按年设备作业率为92%，电费0.55元/kWh计算，高压环水每年节省电费：

365×24×647.06×92%×31.23%×0.55=895717.7元

2、环水泵恒压供水可稳定选别设备用水的水压及流量，从而稳定生产工艺，平均可使尾矿指标下降0.02%，可提高精矿产率0.03%，每年可多回收铁精矿600t/年，按铁精矿现市场平均价格1270元/吨计算，年可创效益为：600×1270元/吨=76.20万元。

3、通过以上投资和效益分析，选矿车间所进行环水泵变频改造工程，具有投资少、收益快、节能降耗效果显著，年可创效益为89.57+76.20=165.77万元。

4、环水泵变频改选投入运行后，变频器运行状态稳定可靠，即克服原工频状态下诸多不利因素，又保证了生产的平稳运行，综合效益显著。