目前,在冻结法凿井中,普遍通过阀门开度调节盐水流量,水泵拖动电机仍处于恒转速运转状态,大量能量浪费在阀门和管路中。另外,在进行施工组织设计时,系统容量制设计留有较大的裕量,实际运行时系统匹配不合理,往往是“大马拉小车”,造成大量的能源浪费。为解决这一问题,中煤特凿淮南工程处与安徽理工大学煤矿电气自动化研究所合作,在该公司杨村煤矿风井采用盐水泵变频控制系统,节能效果十分明显,具有较高的推广使用价值。
该系统由泵、动力及控制系统和其他操作设备组成,变频控制设计成闭环和开环两种工作方式。闭环时用管道盐水压力作为反馈量,压力设定值通过触摸屏设定,变频器根据设定和反馈值调节水泵转速,控制管道压力,达到恒压控制目的。自动工作模式下设备启动后,首先水泵在变频调速器控制下,投入变速运行,只有当输出压力达到预定值至其流量与用水量平衡时,转速稳定到某一值。当需要输出水量增加时,管道压力比设定压力小,水泵按设定速率加速到另一个稳定转速;而用水量减小时,管道压力比设定压力大,水泵按设定的速率减速到新的稳定转速。
通过实地检验,在不改变流量、压力的情况下,改为变频器拖动水泵电机,可节能50%左右,并且电机转速(变频器输出频率)越低,节能效果越好,同时,变频器拖动水泵电机时,电机调速范围大,流量、压力可调范围大,能满足不同工况下流量、压力控制需要,具有很好的节能效果和推广使用价值。