Модернізація асинхронного електроприводу шламового насосу в умовах гірничо-збагачувального виробництва

Abstract

Мета роботи: Зниження питомого споживання електроенергії та підвищення експлуатаційного ресурсу технологічних агрегатів гідротранспорту збагачувальних фабрик шляхом переведення асинхронного електроприводу шламового насосу з нерегульованого режиму на частотно-регульований, а також підвищення енергоефективності, експлуатаційної надійності та довговічності роботи шламових насосів гірничо-збагачувального комбінату шляхом впровадження системи частотно-регульованого асинхронного електроприводу, адаптованої до важких умов гідротранспортування абразивних сумішей зі змінною щільністю. Для досягнення поставленої мети необхідно виконати такі завдання: Проаналізувати режими роботи шламових (грунтових) насосів, які здійснюють перекачування високоабразивних пульп, та визначити основні причини низької енергоефективності наявного обладнання. Провести аналіз технологічних режимів роботи систем гідротранспорту на збагачувальних фабриках та виявити основні причини передчасного виходу з ладу елементів нерегульованого насосного обладнання. Обґрунтувати доцільність заміни механічного регулювання витрати пульпи (дроселювання або зміна рівня в зумпфі) на технологію частотного регулювання швидкості обертання вала двигуна. Дослідити вплив прямого пуску та традиційного (засувного) методу регулювання продуктивності на енергетичні показники приводу та інтенсивність гідроабразивного зносу робочих коліс насосів і трубопроводів. Розробити математичну модель гідромеханічної системи "перетворювач частоти – асинхронний двигун – шламовий насос – трубопровід" для дослідження динамічних та усталених режимів роботи. Обґрунтувати вибір оптимальної структури перетворювача частоти та алгоритму керування (векторне керування або скалярне керування з компенсацією ковзання), здатного забезпечити надійний пуск заповненого шлаком насоса та подолання потенційних замулювань магістралі. Розрахувати критичну (мінімальну) швидкість потоку в трубопроводі для виключення ризику завалювання (осадження твердої фази пульпи) при зниженні частоти обертання насосу. Сформулювати технічні вимоги щодо апаратного захисту силової електроніки та електродвигунів від агресивного впливу навколишнього середовища (високої вологості, струмопровідного пилу, вібрацій), характерного для цехів збагачення. Провести техніко-економічний аналіз проєкту модернізації із визначенням річної економії електроенергії та терміну окупності капітальних інвестицій. Виконати оцінку очікуваного техніко-економічного ефекту від модернізації, враховуючи економію електроенергії за законами пропорційності лопатевих машин та зниження витрат на капітальні ремонти гідравлічної частини.