Società energetica della miniera di carbone - Mongolia interna, Asia
Background del progetto:
La miniera di carbone a cielo aperto di una società energetica noi cooperare si trova nella Mongolia interna. Ha un clima continentale subartico, con inverni lunghi e freddi, estati brevi e calde, grandi differenze di temperatura tra il giorno e la notte, grande polvere di carbone in loco e grandi tempeste di sabbia in primavera. La profondità di congelamento stagionale è di 2,41 metri e lo spessore del suolo congelato è di 2-4 metri. Le attrezzature per la frantumazione delle miniere di carbone devono mantenere il normale funzionamento in condizioni climatiche difficili, come vento, neve, pioggia e sabbia in un ambiente di -50~+40℃.
L'azienda energetica può produrre 35 milioni di tonnellate di lignite di alta qualità all'anno. Il centro di stoccaggio è un sistema completo di produzione a terra di decine di milioni di tonnellate che integra la frantumazione, la vagliatura, lo stoccaggio del carbone e il caricamento quantitativo rapido. È principalmente responsabile della frantumazione secondaria della produzione di carbone dell'azienda e del caricamento rapido del carbone ferroviario. Fornisce blocchi di vagliatura e carbone finito di diverse qualità per il riscaldamento invernale dell'azienda, per il riscaldamento civile circostante, per la produzione di energia e per il riscaldamento della regione settentrionale e per altre aree di produzione e di vita. Allo stesso tempo, immagazzina e trasporta carbone di diverse granulometrie e requisiti di qualità del carbone per la produzione locale di carbone-petrolio, l'industria chimica del carbone, il carbone sagomato per il miglioramento della qualità e altre imprese industriali e minerarie.
L'area di lavoro è composta principalmente da due parti: la prima fase del sistema di produzione a cielo aperto della miniera da decine di milioni di tonnellate di terreno e la seconda fase del sistema di produzione a cielo aperto della miniera da decine di milioni di tonnellate di terreno. In passato, il motore e il riduttore della stazione di frantumazione del sistema di produzione da decine di milioni di tonnellate utilizzavano giunti idraulici come dispositivi di avviamento graduale. Poiché il giunto idraulico funziona a pieno carico per lungo tempo, è necessario rifornirlo di carburante e sottoporlo a manutenzione durante l'uso, e anche il paraolio deve essere sostituito frequentemente per mantenere il corretto funzionamento del giunto. Quando il giunto idraulico si guasta, deve essere spento per la manutenzione. Lo smontaggio e il montaggio sono molto scomodi. La sostituzione dell'intero giunto idraulico richiede circa 5 ore, con inevitabili perdite economiche e molti altri effetti negativi per il reparto di produzione.
Caratteristiche del materiale di frantumazione:
- Strato di sabbia sciolto, strato di argilla soffice: il valore della resistenza al taglio è 25, il valore C è 0,015MPa.
- Massa rocciosa da frantumare: massa rocciosa nella zona di forte erosione della serie del carbone, con una resistenza alla compressione di 1,56MPa.
- Sezione rocciosa a frattura a blocchi stratificati: tutti gli strati della serie del carbone al di sotto della zona di erosione, composti da mudstone, arenaria e filone di carbone. Tra questi, l'arenaria rappresenta 70%, con uno spessore elevato e una resistenza alla compressione compresa tra 1,56 e 9,60 MPa.
- La resistenza alla compressione del filone di carbone è compresa tra 5,48 e 16,8 MPa (da F3 a F5), con una media di 10,18 MPa; la resistenza media al taglio è di 0,88 MPa.
- Densità apparente del carbone: da 1,28 a 1,41 t/m3.
- Coefficiente di scioltezza del corpo del carbone: 0,7.
- Densità apparente del corpo roccioso: densità apparente media ≤ 2,14 t/m3.
- Coefficiente di scioltezza della roccia: 1,3.
- Contenuto di umidità della roccia di carbone: Il contenuto di umidità del carbone grezzo nel filone è compreso tra 3,59% e 19,87%, e il contenuto medio di umidità di ogni strato di roccia è ≤ 23,4%.
Punti problematici:
I problemi che si presentavano prima con l'utilizzo di giunti idraulici erano:
- Il frantoio secondario n. 3 è un'unità doppia parallela e la capacità di frantumazione di ciascuna unità è di 2000t/h (400kw/unità, dimensione delle particelle di alimentazione inferiore a 300mm e dimensione delle particelle di scarico inferiore a 50mm). Progettato e installato da una certa società di macchinari ingegneristici, il carico d'impatto del frantoio a doppio motore è molto elevato e l'accoppiamento utilizza giunti idraulici importati. Tuttavia, a causa dell'influenza di oggetti di ferro estranei (oggetti di ferro lasciati nella miniera a cielo aperto), il rullo dentato del frantoio spesso si blocca, causando il danneggiamento dell'accoppiamento, del riduttore e persino del rullo dentato in vari gradi, o addirittura la deformazione e l'inutilizzabilità, causando l'impossibilità di funzionamento dell'intero sistema di produzione, portando molti pericoli nascosti al lavoro di produzione sicuro e limitando seriamente la produzione.
- Pur considerando la propria forza, a causa di fattori ambientali, i produttori di impianti di frantumazione spesso aumentano vigorosamente la potenza di uscita del frantoio. Pertanto, il giunto idraulico come parte di collegamento sopporta immediatamente una forza d'urto molto elevata e, a causa delle sue caratteristiche strutturali, è inevitabile che venga danneggiato. Ad esempio, il giunto a perno è spesso danneggiato. Il normale funzionamento del giunto idraulico richiede olio idraulico per completare la trasmissione della coppia. L'olio idraulico spesso perde a causa del sovraccarico o della scarsa tenuta, inquinando l'ambiente e compromettendo la normale trasmissione della coppia. Pertanto, per garantire il normale funzionamento del giunto idraulico, è necessario eseguire frequentemente la manutenzione e l'ispezione della camera di lavoro e della tenuta, nonché aggiungere o sostituire regolarmente l'olio idraulico. Questi interventi di manutenzione causano inevitabilmente l'avvio e l'arresto dell'apparecchiatura molte volte, aumentano il carico di lavoro del personale e, soprattutto, la produzione, l'efficienza e l'utilizzo delle attrezzature della miniera di carbone diminuiscono, mentre i costi di manutenzione e altre spese aumentano.
Soluzione:
Un giunto magnetico ad alta potenza con limitazione di coppia viene personalizzato in base alla potenza richiesta dal frantoio giornaliero. Questo giunto è composto principalmente da due parti: una è un conduttore di materiale speciale collegato all'estremità dell'albero motore e l'altra è un magnete permanente collegato all'estremità del carico. Durante il funzionamento, il movimento relativo delle due parti genera un campo magnetico che genera correnti parassite nel conduttore del disco. Il campo magnetico generato dalle correnti parassite interagisce con il magnete permanente, in modo che il rotore e il conduttore trasmettano la coppia attraverso il traferro.
Dopo l'installazione e la messa in funzione, non viene disturbato né influenzato dall'ambiente di utilizzo e il funzionamento è stabile e affidabile. Poiché non c'è alimentazione, non ci sono problemi di interferenze elettromagnetiche. Poiché il collegamento dell'albero tra il motore ad accoppiamento magnetico di frantumazione e il carico è senza contatto, le vibrazioni del carico non vengono trasmesse al motore. Proprio perché il collegamento dell'albero è senza contatto, il motore presenta due vantaggi:
- I requisiti di allineamento durante l'installazione sono bassi;
- Non ci saranno danni ai cuscinetti e alle tenute causati dal collegamento diretto dell'albero, garantendo così la durata di vita dell'apparecchiatura. La vita teorica del giunto magnetico di frantumazione è di 30 anni e dimostra un'eccellente stabilità di funzionamento a lungo termine.
Il 9 dicembre 2013, l'operatore ha rilevato che il frantoio era sovraccarico durante il funzionamento. L'accoppiamento magnetico di frantumazione ha reagito immediatamente e il disco è stato efficacemente disinnestato per proteggere il motore. Dopo le indagini, si è scoperto che un pezzo di ferro era rimasto incastrato tra i denti del rullo, causando il sovraccarico. Da questo caso si evince che il disco dell'accoppiamento magnetico può essere disaccoppiato istantaneamente in uno stato di emergenza, evitando con precisione ed efficacia l'usura dell'intero sistema del frantoio.
Riassunto dei risultati:
In base al feedback dei clienti durante l'utilizzo del giunto magnetico dopo l'installazione, le caratteristiche delle prestazioni del giunto magnetico di frantumazione sono state confrontate con quelle delle precedenti apparecchiature di trasmissione con giunto idraulico. Il giunto magnetico di frantumazione ha una struttura compatta e non richiede l'installazione di altre apparecchiature ausiliarie. Poiché la coppia viene trasmessa attraverso il traferro, non c'è contatto tra le due parti, quindi non ci sono parti soggette a usura e le vibrazioni possono essere ridotte di oltre 80%, prolungando la vita delle parti dell'attrezzatura e dei cuscinetti. È consentita una grande eccentricità; non è necessaria la lubrificazione; è possibile fornire il carico pulsante consentito specificato e il carico d'impatto può essere assorbito e tamponato. È possibile ottenere l'avviamento graduale, l'avviamento a carico e la protezione da sovraccarico senza danneggiare il motore o il carico. È facile da installare e non richiede manutenzione.
Vantaggi dell'accoppiamento magnetico del motore
- Riduzione del consumo energetico da 25% a 66%.
- Questo prodotto ha un carico di lavoro di manutenzione ridotto, una piccola manutenzione del prodotto e un basso costo di manutenzione.
- L'errore di centratura dell'installazione può essere controllato entro 5 mm, semplificando notevolmente il processo di installazione e di debug.
- È dotato di una funzione di protezione da sovraccarico, che migliora l'affidabilità dell'intero sistema e ne impedisce il danneggiamento a causa di un sovraccarico.
- Quando vengono azionate più macchine, è possibile ridurre le vibrazioni da impatto, coordinare la distribuzione del carico e migliorare la capacità di avviamento del motore.
- Il tipo di regolazione della velocità può realizzare una regolazione continua della velocità di uscita senza modificare la velocità del motore.
- Lunga durata, con una vita di progetto di 30 anni, e la durata dei componenti del sistema può essere ulteriormente estesa.
- È in grado di realizzare un controllo automatico e a lunga distanza e ha un'elevata precisione di controllo del processo.
- Ha una struttura semplice ed è adatto ad ambienti difficili. È privo di inquinanti e armoniche, di dimensioni ridotte e facile da installare.
- Quando il polo magnetico attivo si muove a una velocità V, le componenti delle forze P1 e P2 generate dal polo magnetico attivo e dal polo magnetico guidato nella direzione del movimento sono sovrapposte, mentre le componenti perpendicolari alla direzione del movimento sono opposte e sostanzialmente sfalsate.
Analisi economica di un accoppiamento motore magnetico
- Investimento iniziale: L'investimento iniziale del giunto magnetico è attualmente pari a quello del convertitore di frequenza.
- Costo di manutenzione: Poiché il giunto magnetico è sostanzialmente esente da manutenzione, il costo di manutenzione è quasi nullo.
- Perdite economiche causate dai guasti: Sebbene l'inverter sia anche un dispositivo di risparmio energetico, non è in grado di far vedere agli utenti i vantaggi del risparmio energetico perché il suo tempo medio di assenza di guasti è troppo breve e si verifica in media una volta all'anno. La riduzione del carico e l'aumento del consumo di carburante causati dal guasto non valgono la perdita.
In sintesi, sia che si consideri la singola prestazione o la prestazione complessiva, l'efficienza energetica individuale o l'efficienza energetica complessiva del sistema, i giunti motore magnetici sono la scelta migliore. I vantaggi dei giunti motore magnetici diventano ancora più evidenti se si considerano tutti i costi nell'arco di vita del dispositivo. Il giunto motore magnetico funziona in modo affidabile sul frantoio della miniera di carbone.
