Coal Mine Energy Company - Mongolie intérieure, Asie
Contexte du projet :
La mine de charbon à ciel ouvert d'une entreprise énergétique nous L'entreprise avec laquelle nous coopérons est située en Mongolie intérieure. Elle bénéficie d'un climat continental subarctique, avec des hivers longs et froids, des étés courts et chauds, de grandes différences de température entre le jour et la nuit, beaucoup de poussière de charbon sur le site et de grandes tempêtes de sable au printemps. La profondeur du gel saisonnier est de 2,41 mètres et l'épaisseur du sol gelé est de 2 à 4 mètres. L'équipement de concassage des mines de charbon doit maintenir un fonctionnement normal dans des conditions météorologiques difficiles telles que le vent, la neige, la pluie et le sable dans un environnement de -50~+40℃.
L'entreprise énergétique peut produire 35 millions de tonnes de lignite de haute qualité par an. Le centre de stockage est un système complet de production au sol de dizaines de millions de tonnes qui intègre le concassage, le criblage, le stockage du charbon et le chargement quantitatif rapide. Il est principalement responsable du concassage secondaire de la production de charbon de l'entreprise et du chargement rapide du charbon ferroviaire. Elle fournit des blocs de criblage et du charbon fini de différentes qualités pour le chauffage d'hiver de l'entreprise, le chauffage civil environnant, la production d'électricité et le chauffage dans la région du nord, ainsi que d'autres zones de production et de vie. En même temps, il stocke et transporte du charbon de différentes tailles de particules et de différentes qualités pour la transformation du charbon en pétrole, l'industrie chimique du charbon, le charbon façonné pour l'amélioration de la qualité et d'autres entreprises industrielles et minières.
La zone de travail est principalement composée de deux parties : la première phase du système de production de la mine à ciel ouvert de dizaines de millions de tonnes de sol et la deuxième phase du système de production de la mine à ciel ouvert de dizaines de millions de tonnes de sol. Dans le passé, le moteur et le réducteur de la station de concassage du système de production de dizaines de millions de tonnes utilisaient des accouplements hydrauliques comme équipement de démarrage progressif. Étant donné que l'accouplement hydraulique fonctionne à pleine charge pendant une longue période, il doit être ravitaillé en carburant et entretenu pendant son utilisation, et le joint d'huile doit également être remplacé fréquemment pour assurer le bon fonctionnement de l'accouplement. Lorsque l'accouplement hydraulique tombe en panne, il doit être arrêté pour être entretenu. Son démontage et son montage sont très peu pratiques. Il faut environ 5 heures pour remplacer l'ensemble de l'accouplement hydraulique, ce qui entraînera inévitablement des pertes économiques et de nombreux autres effets néfastes pour le département de production.
Caractéristiques des matériaux de concassage :
- Couche de sable meuble, couche d'argile molle : la résistance au cisaillement est de 25, la valeur C est de 0,015MPa.
- Masse rocheuse de concassage : masse rocheuse dans la zone de forte altération de la série de charbon, avec une résistance à la compression de 1,56 MPa.
- Section rocheuse à fracture en blocs stratifiés : toutes les strates de la série houillère situées sous la zone d'altération, composées de mudstone, de grès et de filons de charbon. Parmi elles, la mudstone représente 70%, avec une grande épaisseur et une résistance à la compression comprise entre 1,56 et 9,60 MPa.
- L'alimentation est constituée de charbon en morceaux, et la résistance à la compression de la veine de charbon est comprise entre 5,48 et 16,8 MPa (F3 à F5), avec une moyenne de 10,18 MPa ; la résistance moyenne au cisaillement est de 0,88 MPa.
- Densité apparente du charbon : 1,28 à 1,41 t/m3.
- Coefficient de perte de masse de charbon : 0,7.
- Densité apparente du corps rocheux : densité apparente moyenne ≤ 2,14 t/m3.
- Coefficient de désolidarisation de la roche : 1,3.
- Teneur en eau de la roche houillère : La teneur en eau du charbon brut dans la veine de charbon est comprise entre 3,59% et 19,87%, et la teneur en eau moyenne de chaque couche de roche est ≤ 23,4%.
Points problématiques :
Les problèmes qui se posaient auparavant lors de l'utilisation d'accouplements hydrauliques étaient les suivants :
- Le concasseur secondaire n° 3 est une double unité parallèle, et la capacité de concassage de chaque unité est de 2000t/h (400kw/unité, taille des particules d'alimentation inférieure à 300mm, et taille des particules de décharge inférieure à 50mm). Conçu et installé par une certaine société d'ingénierie, la charge d'impact du concasseur à double moteur est très importante, et l'accouplement utilise des accouplements hydrauliques importés. Cependant, en raison de l'influence des objets en fer étrangers (objets en fer laissés dans la mine à ciel ouvert), le rouleau d'engrenage du concasseur se bloque souvent, ce qui endommage à des degrés divers l'accouplement, le réducteur et même le rouleau d'engrenage, voire les déforme et les rend inutilisables, ce qui empêche l'ensemble du système de production de fonctionner, entraîne de nombreux dangers cachés pour la sécurité du travail de production et limite sérieusement la production.
- Tout en tenant compte de sa propre résistance, les fabricants d'équipements de concassage augmentent souvent la puissance de sortie du concasseur en raison de facteurs environnementaux. Par conséquent, l'accouplement hydraulique en tant que pièce de raccordement supportera instantanément une force d'impact très importante et, en raison de ses caractéristiques structurelles, il est inévitable qu'il soit endommagé. Par exemple, l'accouplement à broche est souvent endommagé. Le fonctionnement normal de l'accouplement hydraulique nécessite de l'huile hydraulique pour achever la transmission du couple. L'huile hydraulique fuit souvent en raison d'une surcharge ou d'une mauvaise étanchéité, ce qui pollue l'environnement et affecte la transmission normale du couple. Par conséquent, afin de garantir le fonctionnement normal du coupleur hydraulique, il est nécessaire d'entretenir et d'inspecter fréquemment la salle de travail et le joint, et d'ajouter ou de remplacer régulièrement l'huile hydraulique. Ces travaux de maintenance entraîneront inévitablement de nombreux démarrages et arrêts de l'équipement, augmenteront la charge de travail du personnel et, plus important encore, la production, l'efficacité et l'utilisation de l'équipement de la mine de charbon diminueront également, tandis que les coûts de maintenance et les autres dépenses augmenteront.
Solution :
Un coupleur magnétique à haute puissance et à limitation de couple est personnalisé en fonction de la puissance requise par le concasseur journalier. Cet accouplement est principalement composé de deux parties : un conducteur en matériau spécial relié à l'extrémité de l'arbre du moteur et un aimant permanent relié à l'extrémité de la charge. En fonctionnement, le mouvement relatif des deux parties génère un champ magnétique, qui produit des courants de Foucault dans le conducteur du disque. Le champ magnétique généré par le courant de Foucault interagit avec l'aimant permanent, de sorte que le rotor et le conducteur transmettent le couple à travers l'entrefer.
Après l'installation et la mise en service, il n'est en principe pas perturbé ni affecté par l'environnement d'utilisation, et le fonctionnement est stable et fiable. Comme il n'y a pas d'alimentation électrique, il n'y a pas de problème d'interférence électromagnétique. La connexion de l'arbre entre le moteur du coupleur magnétique de broyage et la charge étant sans contact, les vibrations de la charge ne sont pas transmises au moteur. C'est précisément parce que la connexion de l'arbre est sans contact qu'elle présente deux avantages :
- Les exigences en matière d'alignement lors de l'installation sont faibles ;
- Les roulements et les joints ne sont pas endommagés par la connexion directe de l'arbre, ce qui garantit la durée de vie de l'équipement. La durée de vie théorique du coupleur magnétique de concassage est de 30 ans, ce qui démontre une excellente stabilité de fonctionnement à long terme.
Le 9 décembre 2013, l'opérateur a détecté que le concasseur était surchargé pendant son fonctionnement. L'accouplement magnétique du concasseur a réagi instantanément et le disque a été débrayé efficacement pour protéger le moteur. Après enquête, il s'est avéré qu'un morceau de fer était coincé entre les dents du rouleau, ce qui a provoqué la surcharge. Ce cas montre que le disque de l'accouplement magnétique peut être découplé instantanément en cas d'urgence, ce qui permet d'éviter avec précision et efficacité l'usure de l'ensemble du système de concassage.
Résumé des résultats :
D'après les commentaires des clients lors de l'utilisation du coupleur magnétique après son installation, les caractéristiques de performance du coupleur magnétique de concassage sont comparées à celles de l'équipement de transmission du coupleur hydraulique précédent. Le coupleur magnétique de concassage a une structure compacte et ne nécessite pas l'installation d'autres équipements auxiliaires. Le couple étant transmis par l'entrefer, il n'y a pas de contact entre les deux parties, donc pas de pièces d'usure, et les vibrations peuvent être réduites de plus de 80%, ce qui prolonge la durée de vie des pièces de l'équipement et des roulements. Une grande excentricité est autorisée ; aucune lubrification n'est requise ; la charge pulsée admissible spécifiée peut être fournie, et la charge d'impact peut être absorbée et amortie. Le démarrage progressif, le démarrage en charge et la protection contre les surcharges peuvent être réalisés sans endommager le moteur ou la charge. Il est facile à installer et ne nécessite pas d'entretien.
Avantages de l'accouplement magnétique
- Réduire la consommation d'énergie de 25% à 66%.
- Ce produit a une faible charge de travail de maintenance, une faible maintenance du produit et un faible coût de maintenance.
- L'erreur de centrage de l'installation peut être contrôlée à 5 mm près, ce qui simplifie grandement le processus d'installation et de débogage.
- Il est doté d'une fonction de protection contre les surcharges, qui améliore la fiabilité de l'ensemble du système et évite qu'il ne soit endommagé par une surcharge.
- Lorsque plusieurs machines sont entraînées, cela permet de réduire les vibrations d'impact, de coordonner la répartition de la charge et d'améliorer la capacité de démarrage du moteur.
- Le type de régulation de la vitesse peut réaliser un ajustement continu de la vitesse de sortie sans changer la vitesse du moteur.
- Longue durée de vie, avec une durée de vie nominale de 30 ans, et la durée de vie des composants du système peut être encore prolongée.
- Il peut réaliser un contrôle automatique à longue distance et offre une grande précision dans le contrôle des processus.
- Il a une structure simple et convient aux environnements difficiles. Il est exempt de polluants et d'harmoniques, de petite taille et facile à installer.
- Lorsque le pôle magnétique actif se déplace à une vitesse V, les composantes des forces P1 et P2 générées par le pôle magnétique actif et le pôle magnétique entraîné dans la direction du mouvement sont superposées, tandis que les composantes perpendiculaires à la direction du mouvement sont opposées et fondamentalement décalées.
Analyse économique du couplage de moteurs magnétiques
- Investissement initial : L'investissement initial du couplage magnétique est actuellement à peu près le même que celui du convertisseur de fréquence.
- Coût de maintenance : L'accouplement magnétique ne nécessitant pratiquement pas d'entretien, les coûts de maintenance sont quasiment nuls.
- Les pertes économiques causées par les pannes : Bien que l'onduleur soit également un dispositif d'économie d'énergie, il ne peut pas vraiment permettre aux utilisateurs de voir les avantages de l'économie d'énergie parce que son temps moyen sans défaillance est trop court, se produisant une fois par an en moyenne. La réduction de la charge et l'augmentation de la consommation de carburant causées par la panne ne valent pas la perte.
En résumé, que l'on considère la performance individuelle ou la performance globale, l'efficacité énergétique individuelle ou l'efficacité énergétique globale du système, les accouplements de moteurs magnétiques constituent le meilleur choix. Les avantages des accouplements de moteurs magnétiques sont encore plus prononcés si l'on tient compte de tous les coûts sur la durée de vie de l'appareil. Le coupleur magnétique fonctionne de manière fiable sur le concasseur de la mine de charbon.
