Energieunternehmen für Kohlebergwerke - Innere Mongolei, Asien
Hintergrund des Projekts:
Der Kohletagebau eines Energieunternehmens wir Die Region, mit der wir zusammenarbeiten, liegt in der Inneren Mongolei. Es herrscht ein kontinentales, subarktisches Klima mit langen und kalten Wintern, kurzen und heißen Sommern, großen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht, viel Kohlestaub vor Ort und großen Sandstürmen im Frühjahr. Die saisonale Gefriertiefe liegt bei 2,41 m, und die Dicke des gefrorenen Bodens beträgt 2 bis 4 m. Die Brecheranlagen im Kohlebergwerk müssen unter schwierigen Wetterbedingungen wie Wind, Schnee, Regen und Sand in einer Umgebung von -50~+40℃ den normalen Betrieb aufrechterhalten.
Das Energieunternehmen kann jährlich 35 Millionen Tonnen hochwertiger Braunkohle fördern. Das Lagerzentrum ist ein umfassendes Bodenproduktionssystem für zig Millionen Tonnen, das die Zerkleinerung, Siebung, Lagerung und schnelle quantitative Verladung von Kohle umfasst. Es ist hauptsächlich für die Nachzerkleinerung der Kohleproduktion des Unternehmens und die schnelle Verladung von Eisenbahnkohle zuständig. Sie liefert Siebblöcke und fertige Kohle verschiedener Qualitäten für die Winterheizung des Unternehmens, die umliegende Zivilheizung, die Stromerzeugung und die Heizung in der nördlichen Region sowie für andere Produktions- und Lebensbereiche. Gleichzeitig lagert und transportiert es Kohle verschiedener Korngrößen und Kohlequalitätsanforderungen für die örtliche Kohle-zu-Öl-Industrie, die chemische Kohleindustrie, qualitätsverbessernde Formkohle und andere Industrie- und Bergbauunternehmen.
Der Arbeitsbereich besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: der ersten Phase des Zehn-Millionen-Tonnen-Förderungssystems im Tagebau und der zweiten Phase des Zehn-Millionen-Tonnen-Förderungssystems im Tagebau. In der Vergangenheit wurden für den Motor und das Getriebe der Brecherstation des Zehn-Millionen-Tonnen-Produktionssystems hydraulische Kupplungen als Sanftanlaufgeräte verwendet. Da die Hydraulikkupplung lange Zeit unter Volllast läuft, muss sie während des Betriebs nachgefüllt und gewartet werden, und auch die Öldichtung muss häufig ausgetauscht werden, damit die Kupplung ordnungsgemäß funktioniert. Sobald die Hydraulikkupplung ausfällt, muss sie zur Wartung abgeschaltet werden. Ihre Demontage und Montage ist sehr umständlich. Der Austausch der gesamten Hydraulikkupplung dauert etwa 5 Stunden, was unweigerlich zu wirtschaftlichen Verlusten und vielen anderen nachteiligen Auswirkungen auf die Produktionsabteilung führt.
Eigenschaften des Brechmaterials:
- Lose Sandschicht, weiche Tonschicht: Scherfestigkeit 25, C-Wert 0,015 MPa.
- Brechendes Gesteinsmaterial: Gesteinsmaterial in der stark verwitterten Zone der Kohleserie, mit einer Druckfestigkeit von 1,56 MPa.
- Geschichtetes Blockbruchgestein: alle Schichten der Kohleserie unterhalb der Verwitterungszone, bestehend aus Tonstein, Sandstein und Kohleflöz. Unter ihnen macht der Tonstein 70% aus, mit einer großen Dicke und einer Druckfestigkeit zwischen 1,56 und 9,60 MPa.
- Die Druckfestigkeit des Kohleflözes liegt zwischen 5,48 und 16,8 MPa (F3 bis F5), mit einem Durchschnitt von 10,18 MPa; die durchschnittliche Scherfestigkeit beträgt 0,88 MPa.
- Schüttdichte der Kohle: 1,28 bis 1,41 t/m3.
- Lockerungskoeffizient des Kohlekörpers: 0,7.
- Rohdichte des Gesteinskörpers: durchschnittliche Rohdichte ≤ 2,14 t/m3.
- Lockerungskoeffizient für Gestein: 1,3.
- Feuchtigkeitsgehalt des Kohlegesteins: Der Feuchtigkeitsgehalt der Rohkohle im Kohleflöz liegt zwischen 3,59% und 19,87%, und der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt der einzelnen Gesteinsschichten beträgt ≤ 23,4%.
Problempunkte:
Die Probleme, die bei der Verwendung von Hydraulikkupplungen früher bestanden, waren:
- Der Sekundärbrecher Nr. 3 ist eine parallele Doppeleinheit, und die Brechleistung jeder Einheit beträgt 2000 t/h (400 kW/Einheit, Aufgabeteilchengröße kleiner als 300 mm und Austragsteilchengröße kleiner als 50 mm). Der von einer bestimmten Maschinenbaufirma konstruierte und installierte Brecher mit Doppelmotorantrieb hat eine sehr hohe Aufpralllast, und für die Kupplung werden importierte Hydraulikkupplungen verwendet. Aufgrund des Einflusses fremder Eisengegenstände (Eisengegenstände, die im Tagebau zurückgelassen wurden) bleibt die Brecherzahnradwalze jedoch häufig stecken, wodurch die Kupplung, das Getriebe und sogar die Zahnradwalze in unterschiedlichem Maße beschädigt oder sogar verformt und unbrauchbar werden, was dazu führt, dass das gesamte Produktionssystem nicht mehr funktioniert, was viele versteckte Gefahren für die sichere Produktionsarbeit mit sich bringt und die Produktion ernsthaft einschränkt.
- Die Hersteller von Brecheranlagen erhöhen aufgrund von Umwelteinflüssen die Ausgangsleistung des Brechers oft stark, obwohl sie die eigene Stärke berücksichtigen. Daher wird die Hydraulikkupplung als Verbindungsteil sofort einer sehr großen Stoßkraft ausgesetzt, und aufgrund ihrer strukturellen Eigenschaften ist es unvermeidlich, dass sie beschädigt wird. So wird beispielsweise die Bolzenkupplung häufig beschädigt. Für den normalen Betrieb der Hydraulikkupplung ist Hydrauliköl erforderlich, um die Übertragung des Drehmoments abzuschließen. Aufgrund von Überlastung oder schlechter Abdichtung tritt häufig Hydrauliköl aus, wodurch die Umwelt verschmutzt und die normale Drehmomentübertragung beeinträchtigt wird. Um den normalen Betrieb der Hydraulikkupplung zu gewährleisten, ist es daher notwendig, den Arbeitsraum und die Dichtung regelmäßig zu warten und zu überprüfen und das Hydrauliköl regelmäßig nachzufüllen oder zu ersetzen. Diese Wartungsarbeiten führen unweigerlich dazu, dass die Anlage viele Male gestartet und gestoppt werden muss, wodurch sich die Arbeitsbelastung des Personals erhöht und, was noch wichtiger ist, die Leistung, Effizienz und Auslastung der Anlage im Bergwerk sinkt, während die Wartungskosten und andere Ausgaben steigen.
Lösung:
Eine leistungsstarke drehmomentbegrenzende Magnetkupplung wird je nach der für den täglichen Brecher erforderlichen Leistung angepasst. Diese Kupplung besteht hauptsächlich aus zwei Teilen, einem Leiter aus speziellem Material, der mit dem Ende der Motorwelle verbunden ist, und einem Permanentmagneten, der mit dem Lastende verbunden ist. Während des Betriebs erzeugt die Relativbewegung der beiden Teile ein Magnetfeld, das im Leiter der Scheibe Wirbelströme erzeugt. Das durch den Wirbelstrom erzeugte Magnetfeld interagiert mit dem Dauermagneten, so dass der Rotor und der Leiter ein Drehmoment durch den Luftspalt übertragen.
Nach der Installation und Inbetriebnahme wird es im Grunde nicht durch die Umgebung gestört und beeinflusst, und der Betrieb ist stabil und zuverlässig. Da es keinen Strom gibt, gibt es auch keine Probleme mit elektromagnetischen Störungen. Da die Wellenverbindung zwischen dem Brechmagnetkupplungsmotor und der Last berührungslos ist, werden die Vibrationen der Last nicht auf den Motor übertragen. Gerade weil die Wellenverbindung berührungslos ist, bringt sie zwei Vorteile mit sich:
- Die Anforderungen an die Ausrichtung beim Einbau sind gering;
- Es gibt keine Lager- und Dichtungsschäden, die durch eine direkte Wellenverbindung verursacht werden, wodurch die Lebensdauer der Anlage gewährleistet wird. Die theoretische Lebensdauer der Zerkleinerungsmagnetkupplung beträgt 30 Jahre, was eine hervorragende langfristige Betriebsstabilität gewährleistet.
Am 9. Dezember 2013 stellte der Betreiber fest, dass der Brecher während des Betriebs überlastet war. Die Magnetkupplung des Brechers reagierte sofort, und die Scheibe wurde zum Schutz des Motors wirksam abgeschaltet. Nach einer Untersuchung wurde festgestellt, dass ein Eisenstück zwischen den Walzenzähnen steckte und die Überlastung verursachte. Dieser Fall zeigt, dass die Scheibe der Magnetkupplung im Notfall sofort entkuppelt werden kann, wodurch der Verschleiß des gesamten Brechersystems genau und wirksam vermieden wird.
Zusammenfassung der Ergebnisse:
Nach den Rückmeldungen der Kunden während der Verwendung der Magnetkupplung nach der Installation werden die Leistungsmerkmale der Brechmagnetkupplung mit denen der früheren hydraulischen Kupplungsübertragungsausrüstung verglichen. Die Zerkleinerungsmagnetkupplung hat eine kompakte Struktur und erfordert nicht die Installation von anderen Zusatzgeräten. Da das Drehmoment durch den Luftspalt übertragen wird, gibt es keinen Kontakt zwischen den beiden Teilen, so dass es keine Verschleißteile gibt, und die Vibration kann um mehr als 80% reduziert werden, was die Lebensdauer der Ausrüstungsteile und Lager verlängert. Eine große Exzentrizität ist zulässig; es ist keine Schmierung erforderlich; die angegebene zulässige pulsierende Last kann bereitgestellt werden, und die Stoßbelastung kann absorbiert und gepuffert werden. Sanftanlauf, Lastanlauf und Überlastschutz können ohne Beschädigung des Motors oder der Last erreicht werden. Er ist einfach zu installieren und wartungsfrei.
Vorteile der magnetischen Motorkupplung
- Senkung des Energieverbrauchs um 25% auf 66%.
- Dieses Produkt hat einen geringen Wartungsaufwand, eine geringe Produktwartung und niedrige Wartungskosten.
- Der Zentrierfehler bei der Installation kann innerhalb von 5 mm kontrolliert werden, was den Installations- und Fehlerbehebungsprozess erheblich vereinfacht.
- Er verfügt über eine Überlastungsschutzfunktion, die die Zuverlässigkeit des gesamten Systems erhöht und verhindert, dass das System durch Überlastungen beschädigt wird.
- Wenn mehrere Maschinen angetrieben werden, können Stoßvibrationen reduziert, die Lastverteilung koordiniert und die Startfähigkeit des Motors verbessert werden.
- Die Drehzahlregelung ermöglicht eine kontinuierliche Anpassung der Ausgangsdrehzahl ohne Änderung der Motordrehzahl.
- Lange Lebensdauer mit einer Bemessungslebensdauer von 30 Jahren, wobei die Lebensdauer der Systemkomponenten weiter verlängert werden kann.
- Es kann eine automatische Steuerung über große Entfernungen realisieren und hat eine hohe Prozesssteuerungsgenauigkeit.
- Er hat eine einfache Struktur und ist für raue Umgebungen geeignet. Er ist frei von Schadstoffen und Oberschwingungen, klein und einfach zu installieren.
- Wenn sich der aktive Magnetpol mit einer Geschwindigkeit V bewegt, überlagern sich die Komponenten der Kräfte P1 und P2, die vom aktiven Magnetpol und vom angetriebenen Magnetpol in Bewegungsrichtung erzeugt werden, während die Komponenten senkrecht zur Bewegungsrichtung entgegengesetzt und im Wesentlichen versetzt sind.
Wirtschaftliche Analyse der magnetischen Motorkupplung
- Erstinvestition: Die Anfangsinvestition für die Magnetkupplung ist derzeit etwa gleich hoch wie die für den Frequenzumrichter.
- Wartungskosten: Da die Magnetkupplung im Grunde wartungsfrei ist, sind die Wartungskosten fast gleich Null.
- Wirtschaftliche Verluste durch Ausfälle: Obwohl der Wechselrichter auch ein energiesparendes Gerät ist, kann er den Nutzern die Vorteile der Energieeinsparung nicht wirklich vor Augen führen, da seine durchschnittliche störungsfreie Zeit zu kurz ist und im Durchschnitt einmal pro Jahr auftritt. Die durch den Ausfall verursachte Lastreduzierung und der erhöhte Kraftstoffverbrauch sind den Verlust nicht wert.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Magnetische Motorkupplungen die beste Wahl sind, unabhängig davon, ob man die Einzelleistung oder die Gesamtleistung, die individuelle Energieeffizienz oder die Energieeffizienz des Gesamtsystems betrachtet. Die Vorteile der Magnetmotorkupplung werden noch deutlicher, wenn man alle Kosten über die Lebensdauer des Geräts betrachtet. Die Magnet-Motor-Kupplung arbeitet zuverlässig am Kohlebrecher.
