行业领域：制造业 —— 其他制造业

专利信息： 非专利技术

成熟度： 已有样品

技术合作方式： 其他

技术推广方式： 正在技术推广

技术交易价格： 面议

联系人：金超

联系方式：0575-86283320

技术成果发布数：48871

邮箱：zjwyxc2019@163.com

成果内容简介

    本项目属于电力电子与电力拖动技术领域。
    近几年来，随着能源结构调整力度加大，煤炭在我国一次能源消费结构中的比重略有下降，但仍占全国能源生产总量的3/4、消费总量的2/3左右，主体能源的地位没有改变。煤炭为中国经济列车持续快速前行提供了源源不绝的动力，最新统计数据显示，2013年全国煤炭消费量为36.1亿吨，在一次能源消费中的比重达65.7%。“富煤、贫油、少气”的资源禀赋，决定了在今后相当长一段时期内，中国的发展离不开煤炭。而矿井提升机是煤炭生产的关键设备，是矿井生产的“咽喉”，大型矿井提升机传动装备技术性能要求高，其性能优劣和可靠性直接影响矿山生产及人身安全，其地位极其重要。然而矿井提升机电力传动控制系统与装备要求高技术、高性能、高安全、高可靠，该系统设备庞大、技术复杂，涉及到电力系统、电力电子、电机控制、计算机及自动控制等多个学科，是设备可靠性、安全保障、生产组织、信息化等一系列技术的创新和集成。本项目结合赵固二矿的实际生产情况，进行以下工作：
    1.基于提升机全数字电控系统的提升机智能故障监控与诊断专家系统。专家系统不仅不依赖于数学模型，而且具有灵活的知识表达能力和问题求解能力，既可以充分发挥专家在诊断中根据各种感觉与各种知识得到的事实与专家经验进行快速准确推理，又能方便地推广应用于各种不同的诊断对象。这正是专家系统不同与其他诊断方法的显著优越性所在。该系统可以分为三个部分：系统监视总站、上位机监控站和PLC控制站。其中，PLC控制站作为系统的执行机构，直接作用于矿井提升系统的各个运行环节；上位机监控站对各个系统的运行状态信息进行集中显示，以及对各个系统的故障生成报警记录，并给出故障处理的意见或信息，完成对提升机系统的故障诊断；系统监视总站为全矿井生产调度的一部分，其功能是将系统比较重要的信息传输到调度室，再由调度人员通过管理站了解系统的运行情况，并实时调整生产。
    2.主井提升机参数优化。焦煤集团赵固二矿为设计年产量1.8Mt/a的大型矿井，随着近年来国家对于能源需求的不断增加，矿井生产能力不断扩大，但赵固二矿主井提升能力的限制影响了该矿井生产规模的近一步扩大。由于主井提升系统在设计选型时保留的设计裕量较大，为了提高设备的运行效率，充分发挥设备的潜力，本着安全、合理、高效的原则，根据目前提升系统的实际运行参数，按照矿方提出的4Mt/a的期望提升能力，对主井提升机系统进行能力校核。为矿方合理优化提升系统提供了相关依据。目前，主井完成单次提升循环时间为154s，其中：提升时间为122s，装卸载时间为32s。工作制度按330d/a，16h/d，单次提升20t，经理论计算，年提煤能力为224.41万吨/年。 
    提高提升速度、减小单次提升循环时间可显著增加提升设备提升能力，且只需在三相交流全数字变频调速电控系统中对提升信号系统进行重新调试、整定即可。因此，从提高提升速度、减小单次提升循环时间入手较为合理。根据《煤矿安全规程2011版》第四百二十四条及第四百三十三条规定可知：提升系统提升过程中加、减速度最大不超过0.75m/；而提升系统年提升时间最多可参照350d/a、20h/d的工作制度。提升系统利用现有设备，将提升过程中加速度、减速度均改为0.75m/，完成一次提升循环时间为113.5s，其中：提升时间为93.5s，装卸载时间为20s。
    3.煤矿电力系统谐波及无功治理。造成提升机变频器跳闸的原因是电网无功的大幅度瞬时冲击，因此有必要对此段母线的无功进行补偿。本项目采用静止无功补偿装置SVC，配置有3条滤波支路，分别为：3次单调谐滤波支路、5次单调谐滤波支路和7次单调谐滤波支路；补偿无功容量分别为另外1000kvar、3600kvar、2000kvar，TCR支路的容量为2000kvar。补偿后，电网电压波动得到明显抑制，无功基本得到补偿，功率因素大部分时刻保持在0.9以上。同时由于水泵等大负荷启动时间较短，综合多方面考虑，矿上采取了错峰启动的方案，另外还改造了变频器有源前端滤波器，采用具有单调谐功能的LCL滤波器，并进行了参数修正，增强了变频器自身的稳定能力。
    本项目已获授权发明专利9项，学术论文10篇。通过河南省科技厅组织鉴定，认为本项目整体技术达到国内先进水平，应用前景广阔。该成果已在赵固二矿等矿井得到了推广应用，促进了矿井安全生产，经济效益显著提高。通过优化电控系统参数，每年可增加煤炭产量17.93万吨。按煤炭价格600元/吨计算，每年可增加产值10758万元。吨煤成本300元，每年可增加效益5379万元。