Приводная техника как необходимый атрибут горнодобывающей промышленности

Для любой сферы экономики важным требованием является оптимизация и сокращение издержек. Большой потенциал повышения производительности имеет горнодобывающая промышленность. Среди важнейших вопросов - обеспечение непрерывного цикла при проведении работ, связанных с переработкой больших объемов горных масс, с добычей и транспортировкой полезных ископаемых. Также в отрасли на сегодняшний день работают одни из самых энергозатратных промышленных комплексов. Применение технических решений на основе частотного регулирования обеспечивает решение этих важных задач и значительно повышает эффективность различных производственных циклов.

 

 

Оборудование горнодобывающей промышленности зачастую работает в неблагоприятных условиях – в карьерах при открытой разработке или под землей, при критических показателях температуры и влажности. Непрерывное производство накладывает на применяемые машины высокие требования по надежности. Как правило, двигатели и управляющая ими аппаратура расположены достаточно далеко друг от друга. Для их соединения требуются кабели длиной 50-150 м и более, что вызывает немало проблем с электромагнитной совместимостью. Используемое оборудование необходимо объединять в промышленную сеть для управления и мониторинга.

Решить сложные задачи позволяет частотное регулирование. Его применение ведет к снижению расхода электроэнергии, уменьшает время простоя установок, увеличивает срок службы оборудования, а в итоге – повышает производительность. Зачастую современный технологический процесс просто невозможен без применения частотных преобразователей.

Один из лидеров отечественного рынка по модернизации электротехнического оборудования - инжиниринговая компания ЗАО «ТЭТ-РС» - в полной мере использует преимущества приводной техники. В проектах различной сложности применяются преобразователи частоты и устройства плавного пуска Danfoss. Продуктовые линейки дают возможность удовлетворить различные потребности. Частотно-регулируемые приводы имеет степень защиты корпуса до IP66, встроенные фильтры ЭМС, конструктивные особенности обеспечивают высокие перегрузки. Допустимая длина соединительного кабеля доходит до 300 метров. Приводы работают без снижения номинальных характеристик при высоких температурах, обладают высокой надежностью и длительным сроком службы. Важна также их совместимость со всеми сетевыми протоколами при создании систем управления.

 

 

 

Добыча ископаемых, прежде всего угля, производится открытым и закрытым способом. Основными технологическими процессами являются: вскрышные работы и перемещение породы и откачка сточных вод. Инженеры компании «ТЭТ-РС» разработали эффективные решения по повышению производительности для каждого цикла. Среди примеров - внедрение преобразователей частоты и устройств плавного пуска Danfoss для модернизации роторных экскаваторов в ОАО «Красноярсккрайуголь». В частности, применение приводной техники обеспечило сокращение объемов и периодичности обслуживания двигателей за счет отсутствия щеточных механизмов.

Для регулирования скорости ленточного конвейера и управления приводом для ОАО «Разрез Талдинский», крупнейшего угледобывающего предприятия Кемеровской области, выбран частотный преобразовательVLT Automation Drive FC 302 мощностью 75 кВт со степенью защиты IP54. До модернизации управление происходило при помощи двухдвигательной системы с натяжной станцией. Она была сложна в обслуживании и управлении, не гарантировала исключение аварийных случаев, трудно было прогнозировать количество ремонтов и простоев. 

Проблему решила новая установка, состоящая из барабана, мотор-редуктора и преобразователя частоты. Проект реализован в сентябре 2013 года и с того времени доказал свою эффективность. Вместо громоздкой и требующей постоянного обслуживания станции создана компактная система. Применение приводной техники позволяет плавно регулировать скорость конвейера по перемещению угля. Появилась реальная возможность изменять производительность в зависимости от загрузки.

На предприятиях отрасли также важное значение имеют технологические процессы связанные с откачкой сточных вод. Зачастую насосные системы имеют переменный режим работы. Как показывает практика компании «ТЭТ-РС», применение преобразователей частоты серии VLT AQUA Drive FC 202 или VACON 100 FLOW оптимизирует режим работы за счет специальных встроенных насосных функций и экономит электроэнергию.

Важным процессом жизнеобеспечения в шахтах и рудниках является вентиляция, особенно критична работа вентиляторов продувки. Внедрение преобразователей частоты позволяет регулировать производительность вентилятора по мере проходки шахтного ствола и осуществлять плавный разгон вентилятора. 

 

 

 

В обогатительной фабрике три основных производственных процесса: перемещение породы, механическое измельчение и обогащение. Перемещение породы осуществляется при помощи конвейерного транспорта или шламовых  насосов. Обычно это сами конвейеры, чаще всего ленточного типа, питатели, бункеры и другое оборудование.

Компания «ТЭТ-РС» показала, как можно оптимизировать работу данного оборудования. В рамках модернизации угольной обогатительной фабрики ЗАО «Черниговец» на приводы питателей установлены преобразователи частоты VLT Automation Drive мощностью 55 кВт со степенью защиты IP55. Частотные преобразователи позволяют плавно регулировать скорость подачи сырья, осуществлять плавный пуск и продлить срок службы электродвигателей. 

При перемещении пульпы большая нагрузка приходится на шламовые насосы. Из-за большой плотности для них характерен тяжелый запуск. Использование преобразователей частоты обеспечивает одновременно плавный пуск и высокий пусковой момента на двигателе насоса, а это гарантия надежности работы. 

Механическое измельчение породы может осуществляться нескольким способами – за счет применения грохотов, дробилок и мельниц. Работа грохота зачастую не требует регулирования, поэтому здесь  можно использовать только устройства плавного пуска. Но при высоких пусковых моментах необходим преобразователь частоты. При установке частотного привода пусковые токи снижаются. Это продляет срок службы электродвигателей и самой установки. Увеличивается производительность грохота и снижается межремонтный интервал в работе оборудования.

Работа дробилки также не требует регулирования скорости. Но за счет больших пусковых моментов эффективно использовать именно преобразователь частоты. Компания «ТЭТ-РС» доказала, что частотный преобразователь снижает пусковые токи при сохранении нужного момента. Наример, можно регулировать работу дробилки по моменту, исходя из загрузки сырьем.

Как правило, старые мельницы работают с производительностью ниже расчетной. При этом мельница, как грохот и дробилка, в принципе не требует регулирования скорости, но за счет применения частотного преобразователя и здесь можно добиться заметного повышения эффективности. 

На современных обогатительных фабриках используются различные методы обогащения. Например, при гравитационном применяют гидроциклоны. В насосах этой системы из-за неоднородности породы необходимо производить ручное регулирование потока при помощи задвижки. Именно здесь наиболее востребованными оказываются преобразователи частоты. 

Наиболее популярным способом обогащения угля является флотация. Объектами для внедрения частотных приводов выступают насосы дозатора и привод мешалки. Применение преобразователей частоты обеспечивает автоматизацию процесса перемешивания и использования требуемого количества флокулянта.

 

 

 

Одними из самых экономичных способов доставки являются железнодорожный и водный транспорт. Однако, значительный потенциал повышения эффективности заключается в самом процессе погрузки и разгрузки. Применение частотного привода в комплексе вагоноопрокидывателя приводит к снижению потребления энергии, упрощает эксплуатацию и снижает время простоя оборудования. Подобный проект компания «ТЭТ-РС» реализовала на Кедровской обогатительной фабрике. Старая схема состояла их двух двигателей с фазным ротором и системы регулирования скорости за счет подключения дополнительных резисторов посредством силовых контакторов. Было предложено изменить систему управления на основе частотно-регулируемого привода. Стандартные частотные преобразователи серии VLT Automation Drive FC 302 мощностью 75 кВт обеспечили регулирование скорости, плавный разгон и торможение двигателей привода вагонопрокидывателя и создание момента поворота. Из схемы исключены скоростные резисторы, применяемые ранее для торможения. Система управления и мониторинга реализована на специальном внешнем контроллере, находящемся на операторском посту. Он служит для управления технологическим циклом комплекса и отображения состояния механизмов. 

Помимо проектов в добыче, переработке и транспортировке угля инженеры «ТЭТ-РС» реализуют проекты по модернизации оборудования для добычи алмазов, золота и других полезных ископаемых. Например, на предприятии «Хэргу» - одном из старейших золотодобывающих приисков на Дальнем Востоке. Первые драги установлены здесь еще в начале прошлого века. Значительно повысить потенциал таких важных узлов, как приводы черпаковой цепи и управления поворотом драги помогли преобразователи частоты серии VLT Automation Drive FC 302. По оценкам менеджмента компании, нововведение позволило повысить надежность работы оборудования, сократить затраты на ремонт и обслуживание и снизить электропотребление.

Также среди знаковых проектов «ТЭТ-РС» - оптимизация работы шахты «Мир». В подземном руднике АК «АЛРОСА» преобразователь частоты серии Danfoss VLT Automation Drive FC 302 мощностью. 110 кВт установлен на привод вентилятора главной калориферной установки. 

 

Многочисленные примеры из практики свидетельствуют о том, что приводная техника имеет большой потенциал в горнодобывающей отрасли. Преобразователи частоты при включении их в различные производственные комплексы позволяют значительно улучшить экономические показатели. За счет их применения снижается энергопотребление, решаются сложные технологические задачи и вопросы управления, увеличивается срок службы сопряженного оборудования, снижается нагрузка на питающую сеть. Небольшая прибавка к набору обязательного оборудования – а сколько плюсов!