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          通覽礦用防爆變頻器的發展歷程 專家有話說

          來源:格瑞電氣 發表時間:2020-11-17 17:58

          礦用變頻器應用相對其它變頻器較晚,但近五年來發展態勢迅猛,有各行業之首的趨向。根本的原因在于落后的電氣設備滿足不了工業化生產的需要,陳舊的老設備效率低、能耗大,防爆行業發展中出現的技術問題亟待解決。同時,節能降耗、低碳排放是社會發展的客觀需要,國家對防爆行業的技術升級改造也十分重視。從“十一五”計劃至今,防爆行業技術發展日新月異,礦用防爆變頻器的應用也日趨廣泛。

          在今天,礦用防爆變頻已涌現越來越多的本土品牌,并且在標準接軌、行業需求把握方面具有極強的本土優勢。

          專家言論

          韓菊娣:1982年黑科大畢業分配至煤科總院上海分院電氣自動化所工作。94年后任電氣自動化所經營所長。

          2002年退休后,創辦上海申地自動化科技有限公司。在晉城礦務局的支持下,她帶領所在團隊的技術人員開發了礦用大功率系列變頻器、高低壓軟起動器,并在國內個建成了兩電機對拖四象限變頻器回饋的變頻器加載試驗裝置。

          2006年底,年已60歲的她第二次退休。

          2007年7月在煤礦部分老領導支持鼓勵下又創辦了上海地澳自動化科技有限公司。她帶領所在技術團隊開發了礦用1140V、630KW以上大功率變頻器,并將630KW/1140V四象限變頻器成功應用在國投新集劉莊煤礦大巷及順槽等多條下運皮帶上。

          韓菊娣:防爆變頻器的“前世今生”

          變頻器的誕生給電機提供了一個頻率可調的電源,這使其調速性能:高精度的轉矩、多機聯動時的功率平衡及雙閉環控制性能在電機的運行中得到了佳的發揮。實踐證明:變頻器給電機節能、環保運行帶來了福音。

          1998年底我們所研發成功礦用軟起動器后,就計劃開發礦用變頻器。99年10月,向院申報項目時,正值亞洲經濟危機,同時煤礦又處在部局機構調整中,故科研費下撥很少。當時主管科研的院長說只能給2萬元,這點錢買IGBT模塊都不夠,無奈,只能放棄。

          2002年3月我退休了,接了我們老院長的公司,把它改制后,個項目就搞礦用變頻器。當時,研發變頻器還有許開誠同志,他是個吃“螃蟹”的人。他帶領唐山開誠的技術人員在研發,他們于2001年研發成功取得了煤安證。我公司是2002年9月完成了MA認證。

          在我公司變頻器的發展中,晉城礦務局的機電總工、租賃站站長陳漢英同志給了我很大的支持,從經費、技術、試驗場地等各方面給予了全面支持;更可貴的,還是陳站長和他的團隊及各礦的同仁們那種鍥而不舍的執著精神,給了我很大的鼓舞,他們理解且包容我們的一次次失敗,又給了我們一次次的鼓勵和機會,晉城局成了當時大量使用礦用變頻器的中心,帶動了周邊各單位來參觀學習,這才有今天防爆變頻器發展的大好局面。

          防爆變頻器的誕生,帶動一批產業和產品的提升。首先是我院防爆電氣檢驗站。當時變頻器剛出來,防爆站的檢驗規范和檢驗標準都不全,有的檢驗項目還沒有標準依據。時任防爆站的副站長張建同志收集了國內外有關變頻器的技術資料和標準后初步編制了一份檢驗規范,并在檢驗實施中逐條進行,成功一條,肯定一條,在實踐中不斷完善了檢驗規范,并在此基礎上升級了檢驗設備,增添了有關檢驗儀表,為生產防爆變頻器廠家的MA認證創造了條件,提供了方便。

          2003年后變頻器得到了廣泛的應用。隨著現代電力電子技術及計算機控制技術的迅速發展,促進了電氣傳動的技術革命,交流調速取代直流調速,已大勢所趨。

          據國家統計局統計,2002年我國消耗電力16200億度,其中有60%—70%的電能,約1萬億度被各種類型電動機所消耗。到2002年底,我國的各類電動機的總容量是5億千瓦,1億臺左右,85%是異步電機,其中只有不到2000萬千瓦的電動機是帶變頻器控制的。而帶變動負載,具有節能潛力的電機在我國至少有1.5億千瓦。

          在過去的幾年內,我國變頻器市場保持著12%—15%的增長率,這個速度已經遠遠超過了近幾年的GDP增長水平,而且預計至少在未來的5年內,行業內還將保持著10%以上的增長率??紤]到大約6%—8%的價格下降因素,我國市場上變頻器安裝容量(功率)的增長實際應在20%左右。按照這樣的發展速度和我國市場的需求計算,至少在10年以后市場才能飽和并逐漸成熟。

          因此,我國變頻器制造企業具有很好的發展空間。特別是煤炭工業領域,大功率的傳動機械中,風機、水泵占據主要地位,如:煤礦的排水泵和排風扇以及自來水供水泵等,驅動電動機多般功率在400-10000KW、電壓在6KV-10KV的大功率高壓交流電動機。高壓大功率變頻調速裝置主要用來對這類高壓電動機進行調速控制。

          據統計,僅1987-1991年全國高壓電動機的總產量就達到38196.5MW,并且產量還在以10%的速度在年增加,1996、1997年兩年全國高壓電動機產量達1000萬KW。從技術工藝、節能方面出發,變頻調速是性能好、也是經濟合理的調速技術,所以高壓變頻器在煤礦行業中有很大的需求。

          調整階段的煤礦市場

          目前,煤礦市場雖處于結構調整階段,但是這是煤炭生產向著更加集約、更加環保、價格更加合理方向發展,煤炭產品向著煤層氣、煤變油、潔凈煤及煤炭綜合利用方向發展,這些發展離不開高新技術、少不了變頻調速技術,主要依據是:

          1、國家政策需要礦用大功率高壓變頻器

          A、《中華人民共和國節約能源法》第39條第2款規定:國家鼓勵節能技術,發展電機調速節能技術,逐步實現電動機、風機、泵類設備和系統的經濟運行,提高電能利用率;

          B、煤炭工業是國家經濟命脈和能源安全的重要基礎工業。國家“十一五”扶植13個億噸礦區,500對1000萬噸的礦井,至2011年底僅有6個億噸礦區。2012年頒布的《煤炭工業發展“十二五”規劃》明確提出:“加強科技創新,提升科技支撐能力,推廣先進適用技術,提高煤礦裝備現代化、系統自動化、管理信息化水平”;“推進煤礦重大裝備國產化,重點開展礦井新型輔助運輸裝備、礦井信息網絡自動化系統,以及關鍵元部件的研制及示范應用”;并要求“十二五”期間結合結構調整,實現礦井綜合自動化,提升礦井安全生產能力;

          C、為貫徹《能源法》,煤炭協會提出:“凡200KW以上電動機,均需高壓供電,以減少降壓次數”。

          以上法規為大功率礦用高、低壓變頻器的推廣應用提供了法律法規和政策依據。

          2、新技術發展和應用助推礦用大功率高壓變頻器

          為貫徹執行《能源法》,我國煤炭開采領域經第十一個五年計劃后,井下供電布局:由地面及井口10KV和6KV、工作面1140V、大巷660V、選煤廠380V升級為:地面及井口10KV、大巷6KV、工作面3.3KV、選煤廠660V的全數字化微電子綜合保護供電系統,為煤礦使用3300V以上高壓大功率變頻器提供了安全供電保障。