渣漿泵采用變頻多段調(diào)速的實踐

李 宏

（西北地勘局711總隊，陜西 略陽 724308）

選廠尾礦輸送系統(tǒng)是選廠安全生產(chǎn)的重要組成部分，因生產(chǎn)工藝的要求，選廠一般都是流水線連續(xù)作業(yè)，尾礦泵需連續(xù)不斷地把生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾礦輸送到尾礦壩內(nèi)。在選礦設(shè)備中，尾礦系統(tǒng)耗電量較大，對設(shè)備本身性能要求較高。在實際運行過程中，如何提高運行效率、降低成本是對尾礦泵的基本要求，對尾礦泵的運行控制則是要實現(xiàn)自動化，即根據(jù)所產(chǎn)尾礦量的多少自動調(diào)節(jié)泵的流量壓力，通常的控制一般采用變頻器加傳感器配合PLC控制器來完成，但是有的選廠在工藝設(shè)計及設(shè)備選型安裝方面忽視了這一點，從而使尾礦系統(tǒng)自動控制有一定難度。

1.提出問題

陜西某150t黃金選廠以重選工藝生產(chǎn)黃金，礦石里金以顆粒金的成分出現(xiàn)。含金礦石經(jīng)破碎、磨礦、跳汰、搖床，金被回收后，尾礦通過旋流器進入礦漿池內(nèi)，由渣漿泵輸送至尾礦庫內(nèi)，尾礦濃度20%。選廠采用了兩臺50LZ-355型渣漿泵（Q=54.7m3/h，H=75.5m，P=45kW），一臺工作一臺備用，啟動方式為自耦降壓工頻控制。該選廠自2009年3月投運以來，尾礦輸送系統(tǒng)一直不能正常工作。由于受給礦粒度和給礦量的影響，通過旋流器進入礦漿池內(nèi)的尾礦量不是很均勻，再加上礦漿池容量較小，操作人員稍有不慎，泵抽送不及時礦漿就溢出礦漿池，或泵排量過大造成抽空礦漿池，抽空礦漿池后會使大量空氣吸入泵內(nèi)并產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，使泵加快磨損，降低使用壽命。為解決此問題，在泵出口管路上加裝了閘閥，企圖通過手動調(diào)節(jié)閘閥的開啟度來調(diào)節(jié)泵的出口壓力和排量，即礦漿量多了就全開閘閥，反之關(guān)小閘閥。經(jīng)實際運行，一是調(diào)節(jié)麻煩，需要人來回觀察，勞動強度大；二是節(jié)能效果差，不適合長期運行。為此決定對尾礦輸送系統(tǒng)進行變頻改造。

2.技術(shù)措施

初步選用國產(chǎn)森蘭牌SB40全數(shù)字通用變頻器，功率45kW，想通過變頻器的調(diào)速功能來改變渣漿泵的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)流量自動控制。變頻器外部端子調(diào)速可分為模擬量調(diào)速和多段速調(diào)速。模擬量調(diào)速可用電壓DC0~10V或電流DC4~20mA進行無級調(diào)速，變頻器外控模擬信號的取樣一般來源于管網(wǎng)上壓力或流量變送器，取樣信號經(jīng)變頻器的內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器運算后，調(diào)節(jié)輸出頻率，實現(xiàn)無級調(diào)速，控制多為閉環(huán)調(diào)速，在恒壓供水系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。所選變頻器多段速采用外部輸入端子X1～X5進行五段速調(diào)速，CM是公共端，用戶可根據(jù)所需轉(zhuǎn)速在變頻器上設(shè)定相應(yīng)的頻率值進行有級調(diào)速。簡單講，多段調(diào)速就是利用開關(guān)量進行控制的，控制多為開閉環(huán)調(diào)速，森蘭變頻器的多段速調(diào)速比模擬量調(diào)速有較高優(yōu)先級。

3.方案確定

由于選廠生產(chǎn)工藝導致的尾礦由旋流器進入尾礦池的尾礦量將會長期不穩(wěn)定，這是不能改變的。旋流器和尾礦池間有一定的高差，尾礦是靠重力方式通過一個溜槽進入池內(nèi)的，尾礦池僅有2m3容積，以上因素造成變頻器外控模擬信號的取樣不易實現(xiàn)，因為流量或壓力傳感器沒有合適的安裝位置。因此決定采用變頻器的多段調(diào)速功能進行控制，外控信號源采用液位繼電器獲得。選廠尾礦漿由于是重選工藝，基本上沒有腐蝕藥劑，電極式液位繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠的特點，故選擇兩個UDX-121液位繼電器。為延長電極使用壽命，電極采用不銹鋼制作。變頻器外接輸入端子X1～X5，分別設(shè)定30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz五段頻率，在礦漿池內(nèi)安裝五個不銹鋼電極，池內(nèi)最底部電極作為公共端和變頻器公共端CM相連，其他五個電極由低到高分別和變頻器X1～X5四段頻率相連，具體配線工藝連接圖如圖1所示。

4.應(yīng)用效果

變頻改造工作從2009年4月2日開始，安裝調(diào)試共用5天完成，改造后的尾礦輸送系統(tǒng)實現(xiàn)了平穩(wěn)可靠的自動控制，大大降低了人員的勞動強度，同時由于采用了變頻器對泵的啟動和停止控制，啟動時啟動力矩大、電流小，且減少了對電網(wǎng)的沖擊，在停泵過程中緩沖力較小，消除了水錘效應(yīng)，有利于設(shè)備的安全。通過對渣漿泵的實測，運行頻率大部分時段為40~45Hz，運行電流為60~70A，節(jié)電效果明顯，變頻改造總計投資9 600元，變頻改造后精減了操作人員，月節(jié)省人工工資3 300元，月節(jié)電25%，運行不到3個月即可收回全部投資。