选煤厂用电负荷的精确计算方法
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第 4期 2 0 0 9年 8月 选 煤 技 术 C0AL PREP ARAT1 0N TECHN0L0GY NO 4 Au g 2 0 09 文章编号:1 0 0 1 3 5 7 1 (2 0 0 9)0 4 0 0 7 2 0 3 选煤厂用电负荷的精确计算方法 李 朝 东(天地科技 股份 有限公 司 唐 山分公 司,河北 唐 山0 6 3 0 1 2)摘要:根据选煤厂生产具体情况,以需要 系数法为基础,提 出了一种精确计算用电负荷的方法。使 用本 方法,可以使 选煤厂供 电系统 设计 更加 经 济合理。关键 词:选煤厂;供 电设计;电负荷;需要 系数 法;负荷 计算;精确计 算 中图书分 类号:T D 9 4 8 3 文献 标识码:B 随着选 煤厂 大型化 的发展,选煤 厂的生产 能力 日益 增大。选 煤 厂 是 生 产 机 械 化 程 度 比较 高 的企 业,生产连续性强,大大小小的设备均需要大量电 能来驱 动,且 需不 问断性供 电,电耗约 占选煤生 产 成本 的 3 0 。因此,要求 我 们 在进 行 选 煤 厂 供 电 设 计时,一定要 做到 既满足 生产用 电的要 求,又 要 设计选型合理,以避免长期经营费用的浪费。1 需要 系数法 在一个 供 电系 统 内,所 安 装 的 各 种 用 电 设 备(负载)的总功 率之 和,叫做 总装机 功 率(也 叫做 装机功 率或装 机容 量)。装 机 功率 中包 括 了 主要 生 产设备、生 产辅 助设 备 和 照 明 等 全 部 用 电设 备 功 率。但 如果根据 装机功 率来选 择变 压器 的台数和 容 量,就很 不经济 了,因为不可 能所有设 备都 同时 工 作。为 了选 择一个 在正 常生产情 况下 与之功 率相 匹 配 的变压器,需要 根据实 际的生 产工艺,通过 计算 收稿日期:2 0 0 9 0 6 2 0 作者简介:李朝东(1 9 7 7一),男,河北唐山人,工程师,1 9 9 9年 毕业于重庆建筑大学机械电子专业,现就职于天地科技股份有限公 司唐山分公司选煤装备中心跳 汰选煤工程部,一直从事跳汰选煤 自 动化研究和选煤厂供电设计工作,联系电话:(0 3 1 5)7 7 5 9 4 7 1。4-+-一+-+n+-4-4-一+*+一+”+-4-4-4-4-因而两者在 这个方 面可 以优势互 补,相得益 彰,最 终为煤 炭企 业 的高层 管理 者的决 策支持 系统提 供必 要的数 据准 备与支持。参考文献:1 丁宏 达 用回归 一马尔柯夫链法 预测供水量 J 中国给水排水,1 9 9 0,6(1):4 5 4 7 2 王彬,穆瑞林 城市生 活用水预测方 法探讨 J 中国给水排水,1 9 9 0,6(6):1 2l 5 3 张 洪 国,赵 洪 宾,李恩 辕 城 市用 水 量 灰色 预 测 J 哈尔滨建筑大学 学报,1 9 9 8,3 1(4):3 2 3 7 4 V i r g i l C A,D a v i d R MMu l t i w a r f a r e m e t h o d:A w a t e r d e ma n d f o r e c a s t i n g s y s t e m C P r o c o f t h e 72 求出实际需要的负荷(也即计算负荷),求解 过程称 为负荷 计算。负荷计 算 通 常使 用需 要 系 数 法,式 为:这个计算 其 基 本 公 P=Kd PN,式 中:P 为设备 名牌 标 称 的功 率;P 为设 备的计 算 负荷;K 是设 备 的需 要 系 数。原 则 上,在 一个 低压供电系统内,总计算负荷可以通过:P=Pf 求出。但这仅 限于全部设备 同时工作 的情况才有 效,如果设 备的起 停具有 随机性,这 种计算是 没有 意义 的(例 如在机 加工车 间)。在 通 常情 况下,往往 使用设 备群需要 系数,这 样在一个低压供电系统内,总计算负荷可以通过以 下公式求 出:P =Kd。P。,式 中:是 设备 群的需要 系数,这 个设 备 群可 以是 一组设备,一个生产车间,一个工厂,一个矿井等等。设备群的需要系数 K 是一个经验值,设备群越大,计算偏差就会越大。另外,随着技术的进步,设备的 更新换 代,经验 值也 会产 生 较 大 的偏 离。因此,在 大 一 十一+-+-I-4-一+-+AS CE l 7t h Ann u a l Na t i o n a l Co n f 1 9 9 01 3一l 8 Ta ma d a T,Ma r u y a ma M,Na ka mur a Y Wa t e r d e ma n d f o r e c a s t i n g b y m e m o r y b a s e d l e a r n i n g CP r o e o f t h e 6 t h J AW O Wo r k s h o p o n I n s t r u me n t a t i o n,C o n t r o l a n d Aut o ma t i o n o f Wa t e r a n d Wa s t e wa t e r Tr e a t me n t a nd T r a ns p o r t Sy s t e ms,1 9 931 3 31 40 Wa n g Q,He l l e r MHy b r i d B o xJ e n k i n s a n d n e u r a l n e t w o r k f o r e c a s t i n g o f p o t a b l e w a t e r d e m a n d C P r o c o f t h e 1 99 6 Ar t i fic i a l Ne u r a l Ne t wo r k s i n En s i ne e r i n g,1 9 96 8 018 07 彭苏萍,盂 召平 矿井工程地质理论与实践 M 北京:地质 出版社,2 0 0 2 J 5 6 7 r L rL rL 第4期 李朝 东:选煤厂用电 负荷的精确计算方 法 2 0 0 9年 8月 2 5日 部分情况下,精确计算需要负荷是困难的。2 长 时连续 工作 制 在现代工业中,无论在各个行业 内,都有各种 各 样 的流水 生产线,这 些流 水生 产线 都是 典 型的连 续工作制。在流水生产线上,往往是各个设备按照 一定 的逻辑关 系逐 一启动(为 了降低 启动 电流,不 可能 同时启 动),然 后 开 始 连续 生 产 运 行,最 后 各个设备再按照一定 的逻辑关 系逐 一停止(为 了 保证 物流 走 到最后,或 者最 后一 个工 件走 到尾,设 备必 须逐 一停 止,而 不 能 同时 停 止)。在 生 产 过 程 中,一旦某一台设备发生故障导致停车,它的上游 设备也必须严格按照逻辑关系闭锁停车,全部生产 线停 止生 产。选煤 厂 的 生产 即是 这 种完 全 有 序 的工 作 制 度。属于 典型 的长 时连续 工作 制。在选 煤 厂 中,往往 通 过可 编程 序控制 器(P L C)对 设备 的启 停 进行 逻 辑 控制。对 于这种 完全 有序 的工 作制 可 以 比较 精确 的 计算用 电 负荷。3选煤厂设备的负荷 系数 需 要 系数是用 来 描述用 电设 备 的真 实负荷 和设 备额定 负荷 之 间的长期 关 系 的,需要 系 数等 于负荷 系数乘 以 同时系数。如果我 们精 确得 到 了负荷 系数 和 同时 系数,就 可 以通 过需 要 系数来 精确 计算 需要 负荷。负荷 系数 就是一 台设备 实际工作 负荷(功 率)和 它 的 电 动 机 标 称 的 额 定 功 率 比值,也 称 为 负荷率。引入 负荷 系数 的概 念是 为 了更真 实地 统计 实 际 的负荷。在实 际 工 作 中,用 电 设 备 往 往 不 是 满 负 荷 运 行,实际的负荷容量可能小于其额定容量。究其原 因主要来 自两个 方 面:一 是 在设计 设 备时,电动机 的选 型存 在一定 的大 马拉 小 车现象,电动机 本 身达 不到 满负荷;二 是在 系统 设计 时,设备 的选 型处 理 量偏 大,在生产 线 上,受 上游 设备 或 下游设 备 的限 制,设 备 达 不 到满 负 荷。这 两 种 情 况 通 常 兼 而 有 之。但也 有相反 的情 况,就是 电气 设备 的实 际 消耗 功率 大于标 称 的额定 功率,例 如,日光 灯 仃 在这样的现象。在大部分情况下,几乎都查 卜 州负 荷系数,只有依靠设计者工作经验的积累 逐 收 得本工作领域内某些常用设备的负荷系数。4选煤厂设备的同时 系数 所 谓 同时 系数,就是 在正 常生 产 的情 况 下,用 电设备在时间上出现 的概率。在一个供电系统 内,所 安装 的主 要生 产设 备、生产 辅助设 备 和照 明等全 部 用 电设 备,根据 生产 实 际需要 几乎 不 可能都 同时 工 作。同时 系数 就是 为 了表 征 每一 台设备 的工 作状 况 和用 电需求 所 引入 的一 个概念。选煤 厂供 电设计 中,在 计算 用 电负荷 时,可 以 将用电设备分为生产设备、生产辅助设备、生产准 备设 备、备用 设备 和 照明设 备几 类。(1)生 产 设 备。生 产 设 备 是 指 在 生 产 线 上,生产 时必 须开启 的设备。各 个生 产设 备功率 之 和远 远大 于其 他几类 设 备功 率的 总和。正 常生产 时,全 部生 产设 备运行 时,是用 电高峰。生 产设备 计算 负 荷时,取 其 同时系 数为 1。(2)生 产辅 助 设 备。生 产 辅 助 设 备 是 指 在 生 产线上,生产 时少 量需要、短 暂开 启 的低负 荷持 续 率设备(如 天 车、除 铁 器 的 卸 料 电 机 等)。所 谓“短 暂”,是 指 其 连 续 运 行 时 间 不 超 过 0 5 h。取 0 5 h的根 据 是,一 般 中小 截 面 导 体 的发 热 时 间 常 数 T=1 0 mi n以上,经验表 明,其达到稳定温升时 间为发热 时 间常 数 的 3 4倍,也 就 是 说 载 流导 体 大约 经过 0 5 h可 达 到稳 定 温 升 值;如 导 线 承载 短 暂尖 峰 电 流,显 然 不 能 使 导 线 温 升立 即 达 到 最 高,只有 持续 0 5 h以上,才 有 可 能使 导 线 温 升 达 到最高值;所谓低负荷持续率设备,是指开启时间 远小 于停 止 时间 的设备。当其负 荷持 续率=开启 时 间(停 止 时间+开启 时 间)0 1时,可 以完 全 不考 虑此 负荷,令 其 同时 系数 为 0。而 当其 负荷 持 续率 0 1时,令 其 同时 系数=负荷 持 续率 进 行 负 荷计 算。当设 备 持 续 时 间在 0。5 h以上 时,需 要 将 其列人生产设备行列,令其 同时系数=1 进行负荷 计算。(3)生 产准 备设 备。生 产 准 备 设 备 是 在 生 产 之前或者生产结束以后需要临时开启的设备,生产 准备设 备 的 总 负 荷 通 常 是 小 于 生产 设 备 的总 负荷 的,在 负 荷计算 时,可 以完 全不考 虑生 产准 备设 备 的负荷,而令其 同 时系数 为 0。(4)备 用 设 备。一 些 关 键 设 备 和 易 损 设 备,通 常要 备用 一 台同样 的设 备,在其 发生故 障 时,迅 速恢复生产。备用设备在正常生产 中是不 开启 的,所 以负 荷计算 时,令 其 同时 系数 为 0。(5)照明设备。照明设备 主要是 为夜间生产 提供照明的灯具,属于连续负荷,必须在负荷计算 时加 以考虑。但 设备清册 没有具体 的灯具 明 细,需要 电气 专业 人员 自己计算。关 于照 明 的具 体 7 3 第 4期 选 煤 技 术 2 0 0 9年 8月 2 5日 负荷计算,可 以使 用单位 面积功 率简便计 算。5 负荷计算表 根据以上分析,将选煤厂常见设备的有关负荷 计算列 入表 1。表 1中负荷系数=设备带载电流 设 备额定电 流。设备带载电流是通过对多个选煤厂利用钳形电 流表实 际测量 总结而 来;需要 系数=同时 系数 负 荷 系数;功率 因数 c o s(b 是 利 用 数字 式 电能 平衡 测 试仪对多个选煤厂实际测量总结而来。表 1 一般选煤厂 常见设备的负荷计算 7 4 第 4期 2 0 0 9年 8月 选 煤 技 术 C0AL PREPARAT1 0N TECHNOLOGY No 4 Au g 2 00 9 文 章 编 号:1 0 013 5 71(2 0 0 9)0 4一o o 7 50 3 “十五 双供介重介选煤新工艺密度 自动控制系统设计 李 梁才。袁文春,刘晓 东 (1 天地科技股份有限公司 唐 山分公司,河北 唐山0 6 3 0 1 2;2 四川华蓥山煤业股份有限公司 绿水洞煤矿,四川 华蓥6 3 8 6 0 0)摘 要:针 对双供 介 重介新 工 艺的特 点,利 用先 进 的控 制 手段 及适 合 于新工 艺要 求的控 制 方法,设 计 出 了满足 新 工艺要 求 的密度 自动 控 制 系统,实践证 明,用新的控 制理 念及 控制 方 法,完全 可以 为双供 介 重介新 工 艺的运 行提 供一 个 高度 自动化 平 台。关键 词:双供 介 重介 新工 艺;自动 控制 系统;控 制 方案;有压 系统;无压 系统;中图书 分类 号:T D 9 4 8 9 文献 标识 码:A 天地 科 技股份 有 限公 司唐 山分公 司技术 人员 在 多 年 的经 验 积 累及 不 断创 新 的 基 础上,对“九 五”重 介选煤 工艺 进行 了大 胆 的优 化 和 改 进,“十 五”双 供介重 介新 工艺 采用 了全 新 的设计 理 念,极 大 地 克 服 了“九五”重 介 工 艺 的 诸 多 不 足 大 大 提 高 了重 介选煤 的分选 效率,并 节省 了大 量设 备。双供 介新 工艺 的高 效运行,需要 一个 符合 新 _T 艺 要求 的新 型、安 全可靠、调节 精确 的 自动控 制 系 统的支持,以使洗选工艺在 一个高度 自动化平台上 更好 地发 挥其 性能。通 过几 年 的努力,课 题组 人员 终 于逐步 开发 出 了能够 满足新 工 艺需要 的 自动控 制 系统。1 双供介新工艺 自动控制 系统设计 1 1 双供 介重 介新 工艺分 析 突出亮 点 为:采 用原 煤分 级人 选,从 而提高 了 精煤 产率,提 高 了各 种产 品纯 净度。在 重介 洗选 工 艺 中,悬 浮液 的性质 是保 证洗 选质 量 的关键 所在,收稿 日期:2 0 0 8 0 62 0 作者简 介:李 梁 才(1 9 8 0一),男,河北 保 定 人,助理 工 程 师,2 0 0 4年毕业于黑龙江科 技学 院电子信 息专 业,现就 职于天地 科技 股份有限公 司唐 山分公司 自动化工程中心,一直从事选煤 工业 过程 自动化设计工作,Em a i l:w x j l l c 1 6 3 c o rn,联 系 电话:(0 3 1 5)7 7 5 9 4 4 5 1 3 6 0 3 3 8 0 9 2 8。6实 际应 用 笔者使用文章所述方法对多个选煤厂进行供电 设 计,选 煤 厂投产 后 实际视 在 功率 与设计 时计 算 的 视 在功率 误 差 均 在 5 一8 ,如 大 同联 心 选 煤 厂 补偿后负荷 的设计视在 功率值为 6 7 9 7 k V A,实际 投 产后 的 视 在 功率 为 6 4 0 k V A。因 此,根据 选 煤 厂 无压系统通过精煤弧形筛下分流装置,将细粒介质 输 送到 细粒 洗选 系统;有压 系统 将矸 石弧 形筛上 粗 颗 粒介 质 回送 到块 煤 系统,通过 这种介 质交 换,极 大地提高了全系统的分选效果,在理想无介质损耗 的情 况 下需 要做 到的 就是两 个 系统交换 的介 质量 是 相 等的。有压 系统 的介 质完 全来 自无压 系统 的精 中 稀介 分流 箱。在工艺中,入选原煤通过分级筛分成大小两种 粒级,分 别作 为无 压 系统和有 压 系统 的人料。无 压 系统 通过 双供 介旋 流器 洗 出三产 品,然 后到 弧形 筛 脱 掉 大部 分介 质,再 到振 动筛;精 煤、中煤、矸石 振动筛均为两段,前一段继续 回收介质,二段加筛 上喷水脱掉三 产品所带介质,合格介质 回到合介 桶;矸石稀 介 入矸石 稀介 质桶,经 磁选 机处理 回收 介质回到合介桶,精 中稀介入精中稀介桶,经磁选 机 处 理 回收 介 质,部 分 入 分 流 箱,部 分 回到 合 介 桶,部分到 细粒 煤介 桶;精煤 弧形 筛下 合格介 质部 分 人 分 流 箱,部 分 回 到 合 介 桶,部 分 去 精 中稀 介 桶。有 压 系统人 选原 煤分级 筛 下的小 颗粒 原煤,经 有压三产品旋流器分选出三种产品,分别进到弧形 筛 脱掉 大部 分介 质,再 下行 到磁 选机 进一 步 回收介 质,精 中回收介 质 回到细粒 煤 介桶,矸石 回收 介质 送 到合 介桶。生 产 的具 体情 况,以需 要 系数 法 为基 础,利 用 表 l 可更精确地计算选煤厂电负荷,从而使选煤厂供电 系 统设计 更 加经 济合理。参考文献:1 刘 介 才 工 厂 供 电 M 北 京:机 械 工业 出版社,2 0 03 2 张文荣 关 于选煤 厂供 电系统需要 系数取值 的探讨 J 选煤 技术,2 0 0 5(3)7 5
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