基于变频技术的选矿生产分析

基于变频技术的选矿生产分析

何明杰、谢忠文

紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿

摘要：变频技术是现代矿业公司在选矿生产中常用的生产技术之一,对提升矿藏资源生产加工效率具有重要作用。变频器的合理选用不仅能节约电能，实现平滑启动，还可以有效提高选矿设备的生产效率，优化工艺流程，降低选矿成本。

关键词：变频；选矿；应用

1选矿工艺概况

某选矿厂生产工艺流程几经改造，形成如下流程：破碎筛分流程为二段一闭路，细碎前设预先筛分，筛上物料经过磁滑轮预选抛废，细碎后设置检查筛分，筛上物料返回细碎形成闭路；磨选流程为一段闭路磨矿后，分级溢流先混合浮选后分离浮选，回收铜、钴，混合浮选尾矿经过三段磁选回收铁，磁选尾矿通过渣浆泵输送到浓缩机进行二次浓缩后，尾矿再进行压滤处理。

2变频器的应用及效果

2.1稳定给矿，提高效率

该选矿厂破碎筛分流程中主要设备采用PEJ900×1200简摆颚式破碎机作为粗碎机，在粗碎给矿系统中，采用重型板式给矿机，由于颚式破碎机是靠动颚板相对固定颚板做周期性靠近和离开运动来实现物料破碎，破碎机要实现连续破碎，给矿必须均匀稳定，结合颚式破碎机的这一特点，选用变频器对给矿机进行控制，实现均匀稳定给矿，并实时可调，减少了粗碎系统空载运行时间和故障时间，颚式破碎机的效率提高了12%，粗碎工序实现了稳定高效生产。该选矿厂在粗碎给矿系统中，应用变频控制取得了良好效果后，对球磨机给料也进行了变频改造。磨选机为MQG2700×2100湿式格子型球磨机，前端是带式给料机。改造前，通过人工调节粉矿仓下的闸板控制出料口的大小，来控制给矿量的大小，该控制方式导致平带转速相对较高，磨损较快，且需要人工调节出料口的大小，劳动量大，如果出料口调节的太小，容易出现料仓堵料现象。给料机采用变频器控制后，把出料口全部打开，通过控制给料平带的转速来控制给料量的大小，不但实现了给料的均匀稳定，提高了生产指标，而且还延长了给料平带的使用寿命，杜绝了料仓堵料现象，降低了工人的劳动强度。

2.2实现精密、自动控制

该选矿厂压滤系统采用XMZ808/2000×2000-U型压滤机，其总体控制选用西门子S7-200系统进行自动控制。为了提高系统整体效率和稳定性，在进料尾矿泵上安装变频器，通过压滤机上的压力传感器反馈的压力信号调节进料尾矿泵电动机的转速，开始进料时，尾矿泵全速运行，当达到一定压力时，尾矿泵转速降低，避免了因压力过大及产生漏料的现象，同时延长了尾矿泵的使用寿命。在压滤机拉板小车的控制上，也选用变频器进行控制，取拉板时，拉板电动机启动，带动小车开始取板，小车运行到滤板把手时，由于受阻，电流上升，当达到设定值时，变频器发出过载信号后自动反转进入拉板状态，在拉板过程中如果变频器发出过载信号则转入取板状态，依次循环，完成卸料过程。相比之前使用液压驱动和测速换向装置，采用变频器控制后冲击力小，安全性和可靠性更高，且维修调试更简单。

2.3实现重载设备平滑、频繁启动

该选矿厂在岩石破碎流程中采用PCK1300×1000型可逆锤式破碎机时，由于锤式破碎机是直接驱动，启动转矩较大，且为了充分利用锤头，在运转一段时间后，需要调整转向，频繁启动。利用转子串频敏变阻器启动和星三角降压启动的电路都很复杂且启动电流较大，接触器因启动电流大，触点经常被烧坏，造成故障率高。该选矿厂根据上述生产特点，选用日业3200系列变频器对岩石破碎机进行控制，实现了平滑启动，而且在实现转向切换时更简单，延长了设备使用寿命，减少了设备维修维护工作量。

2.4实现泵和风机灵活调节，顺畅选矿流程

由于变频调速范围宽、动态响应快、并且具有较高的控制精度，故在水泵、风机上采用变频控制，代替之前控制回路中采用调节阀等调节元件作为执行机构的方法。采用变频控制的优点为：①大大节省电能；②避免了调节阀维护和更换的费用；③使控制指标更加稳定、精确。

该选矿厂在混合浮选流程中，稳定的风量是高效生产的保证，混合浮选用风由RRF-250的罗茨风机提供，主管路出风压力为0.02MPa左右，根据实际生产情况调节风量。改选前，采用阀门调节用风量，减小管路阀门开度，并通过放风闸门来辅助调节，电动机长时间在高负荷下运转，发热情况严重，且调节风量时，需要几个职工转动阀门，费时费力。该选矿厂对2台鼓风机安装了SVF3000-G075T4型90kW的变频器，实现对风量的调节，只需操作控制面板上的旋钮就能调频调速，直观又省力，并且解决了电动机发热的问题，减小了维修量，稳定了浮选指标。

3变频器的维修维护经验

3.1过流、过载故障

在生产中，可能由于变频器的加、减速时间太短、负载发生突变、输出短路等原因引起过流故障。过流故障可分为加速、减速、恒速过电流，它可通过延长加、减速时间、减少负载突变、对线路进行检查处理。如果断开负载变频器后还是过流故障，说明逆变电路已损坏，需更换变频器。过载故障包括变频过载和电动机过载，其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间和制动时间、检查电网电压等方法解决过载故障问题。

3.2过电压故障

引起中间直流回路过电压的原因主要有2种。(1)电源输入侧过电压，即输入交流电源过压。指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻时，电压升高或降低而线路出现故障，应断开电源，检查处理。(2)负载侧过电压，即发电类过电压。此类情况出现的概率较高，主要是电动机的同步转速比实际转速高，使其处于发电状态，一般当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设定较小，在减速过程中，变频器输出的速度较快，而负载靠本身阻力减速较慢，或者加速时间设定较大，在加速过程中，变频器输出的速度较慢，而负载靠本身惯性加速较快，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现过压保护现象。处理该故障可以修改变频器参数，把减速时间设的长一些或加速时间设的短一些。该选矿厂颚式破碎机的变频器在设备大修后，开机5s，显示过电压故障，经过检查，发现大修后设备润滑改善，惯性增大，判断是再生过电压，将变频器的加速时间缩短后，工作正常。

3.3电动机转向改变

一般工厂使用的交-直-交变频器，改变输入端相序，不能改变转向。交-直-交变频器首先由整流模块将三相交流电变为脉动直流电，再由逆变模块将直流电变为频率电压可调的交流电。不管如何调整变频器输入侧接线，整流模块出来的直流电正负极是固定的，所以调整变频器输入侧接线不能改变转向。虽然通过变频器面板上的正/反切换按钮能实现正反转调节，但是停电后，再次开车，变频器还是保持既定的转向，只有改变变频器输出侧的相序或改变变频器起试运行参数，才能解决电动机反向的问题。

4结语

选矿厂积极探索应用变频器，使变频控制技术在选矿生产过程中得到合理应用，取得了良好的节能效果，不但提高了设备的稳定性及选矿生产效率，而且还延长了设备的使用寿命，取得了良好的经济效益。同时，从实践中不断的总结、探索变频器维修维护的方法，为变频技术在选矿行业的应用探索了道路。

参考文献

[1]变频技术在选矿生产中有效运用[J].赵东杰,高政伟.中国金属通报.2018(12)

[2]选矿生产中自动化控制系统的应用[J].郭晓军,吴立明.中国金属通报.2018(12)