井下直流电机车实施变频技术改造效益显著黄儒林.docx

1、井下直流电机车实施变频技术改造效益显著黄儒林淮北矿业集团公司合理化建议、技术改进项目申报表项目名称井下直流电机车实施变频 技术改造效益显著 项目建议人 申报单位 申报时间2009年3月 5日 编 号 淮北矿业集团公司合理化建议办公室制申 报 说 明一、本申报表为集团公司统一格式。本表申报项目，只限于个人或班组、科区（车间）集体提出的单项合理化建议、技术改进项目。二、申报项目实行基层和集团公司二级评审制，基层评审项目必须符合下列规定：1、符合集团公司文件中规定视为合理化建议和技术改进项目。2、评审项目要坚持“三性”统一的原则。3、年创造经济价值计算系指该项目年创造纯经济价值。三、基层向集团公司申

2、报评审项目，除符合第二条规定外，还必须符合以下规定：1、一个项目年创造纯经济价值在10万元以上。2、本单位对申报项目要有具体的评审、处理或推荐意见。四、申报项目类型指：创造发明、技术改进、新技术推广。五、申报项目所属范围指：生产技术、机电运输、一通三防、地测防治水、安全管理、环境保护、煤质选煤、经营管理、精神文明。六、项目来源：上级指令性计划项目和科研项目不列入本表范围。七、项目建议人，是指完成项目起主要作用的人员，一般不得超过三人。1合理化建议或技术改进项目名称井下直流电机车实施变频技术改造效益显著2项 目 来 源各矿自筹3申报项目类型技术改进4项目所属范围机电运输5建议人姓名工 作 单 位

3、职 务职 称提出人黄儒林朔里矿业企管科高工完善人协助人6实施单位（人）100多实施时间2009年开始7建议或改进项目应用范围、对象：井下直流架线电机车和蓄电瓶电机车在每个矿都有15台以上，容量从5吨到12吨不等。目前这些电力机车多数还是有级调速方式，其调速运行不平稳，消耗插件等较多，蓄电瓶电机车更换电瓶的频率高，消耗电能高。改造成变频调速，实现无级运行，可省司控器、节约电能、降低更换蓄电瓶频率、减少维护插件等费用，其效益可观。8建议或改进项目存在问题与现状：现在井下使用的直流架线电机车和蓄电瓶电机车，目前的控制方式是靠司控器，调速为有级方式。这种方式运行的电机车，平时能耗高、消耗插件等材料维护

4、费用大、蓄电瓶更换次数太快（蓄电瓶电机车）。实施变频方式改造后，可实现无级调速运行，节省相当可观的电能和零部件更换与维护费用。全集团公司电机车数量较多，有必要对直流电车实施变频技术改造。9建议或改进项目创新或改进的主要特点：现有井下直流架线电机车和蓄电瓶电机车，调速控制方式由司控器控制改为变频方式自动控制；调速由有级变为无级。主要运用大功率模块这种先进技术对电机车实施变频技术改造，也是技术上的一种创新。改造后，能耗显著降低、节能了大量的插件等材料消耗，减少维护费用。对于蓄电瓶电机车而言，还能节省蓄电瓶的更换次数，从而减少电瓶费用投入。全集团公司电机车数量较多，将直流电车实施变频技术改造能节省相

5、当可观的日常运行费用。注：本表1-12项、14项由建议人填写10建议或改进项目实施方案、方法、措施说明：（应附必要图纸、模型、技术及经济论证材料）见附件：井下直流电机车实施变频技术改造效益显著。11建议或改进项目实施费用计算：直流电机车（主要指蓄电瓶电机车）由司控器控制改为变频控制，每台需要的改造费用约8万元，全集团公司改造100台，投资800万元。详见附件。12建议或改进项目年节约或创造纯经济价值计算：改造后单台年创造的经济效益为14.61万元，投资8万元，净争利润6.61万元。改造100台年创纯利润661万元。详见附件。13财务部门对年节约或创造经济价值审核意见：负责人签章审定日期14建议

6、人对项目实施后（或暂未实施）的意见： 直流电机车改造为变频控制，需要由专业公司统一进行，以便统一掌握技术标准，并能保障质量。再者，其具有比较高的先进性，改造要保障可靠成功，达到预期的效果。建 议 人15矿（厂、处、公司、院、校）合理化建议评审委员会，对该项目技术、经济、实用性的评价（论证）及采纳、实施等具体处理意见：负责人签章审定日期16集团公司合理化建议专业评审组初评意见：评定负责人审定日期17集团公司合理化建议评审委员会终评意见：18集团公司合理化建议评审委员会评定等级和奖金额的决定：集团公司总评委主任签章审 定 日 期附件：井下直流电机车实施变频技术改造效益显著一、概述井下架线电机车和蓄

7、电瓶电机车在每个矿都有15台甚至以上，有的瓦斯高的矿井纯用蓄电瓶电机车，一般矿井都有架线电机车和蓄电瓶电机车两种，使用的都是直流电源。电机车的容量从5吨到12吨不等。目前这些电力机车多数使用的还是有级调速方式，即通过司控器来调节运行速度。如此以来，电机车调速运行就不平稳，关键的是消耗插件等较多，其次是能耗较高。因此，在全集团公司内开展电力机车变频调速改造很有必要。改造后节电和节省材料与电瓶更换费用非常可观。二、改造方法井下架线电机车和蓄电瓶电机车，都是使用的直流电源，其能耗高、消耗插件多，蓄电瓶电机车又更换蓄电瓶的次数频繁，所以很必要对其实施变频技术改造。目前可以采用最先进的大功率IGBT模块

8、（IPM）来代替调速控制器（将QKTB160/250型控制器改用IPM-250型电子控制器），用此先进技术改造能取得较好的效果。系统原理主要及性能特点：用功率晶体管IGBT为主要功率开关元件，控制电路采用脉宽调制（PWM）的电子器件和先进的驱动模块，调节脉宽的占空比，从而达到无级调节电动机转速，控制牵引电动机的速度。改造后更换的零部件，可以安装在原有的空腔之内。由于控制、切换电流减小了，使用更加安全。三、改造效果改造后，使用新的司控器，可节省司控器接插、减少电瓶更换次数和节电等费用。对司控的维护每年每台车合计可减少和节约接插件、保险球、触头等材料费用约6万多元。节省费用效果具体核算为：1）减少

9、插件。改造前，每台机车配置接插件为4套，每台机车每年要更换损坏的接插件数量大约200套。改造后，每台机车配置接插件减少为2套，每台机车每年要更换损坏的接插件数量大约50套。按每套300元计算，一台电机车一年的节约接插件效益：300（200-50）10-4=4.5（万元）。2）节省接触组。改造前，每台机车每周都要换810多触头，以及一定数量的接触组。改造后，触头和接触组基本不用了，按每个触头10元、每台机车一年工作52周计算，一台电机车一年的节约触头和接触组效益：101052=5200（元）。3）减少保险球消耗。改造前，每台机车保险球的使用损坏率非常高。改造后，保险球的使用损坏率与原来相比减少8

10、0%。按每个保险球8元计算，一台电机车一年可节约保险球的费用大约1万元左右。4）减少蓄电池更换次数。蓄电池由于保护功能的齐全，使用寿命也延长了，根据各矿的统计，平均使用寿命为8个月左右，改造后，蓄电池的使用可延长到1年左右。具体为，原来一个原班充电10小时，才能工作6小时左右，现在的使用时间为10小时左右。一台电机车配备2块电池，车上安装一块，另一块充电备用。这样就能延长了半年多的使用寿命（实际一年一块电池就够用了）。按一块电瓶购价约10万元计算，每台车一年可节约的蓄电池，以及相关材料维护费用为：1012/8-10=5（万元）。5）节省电力。因效率的提高，每年每台车可节约可观的电能。改造后，工

11、作电压仍为192V，调速时有1/3的电压加在电机上。为保证全压加在电机上实现全速运行，通过电子元器件的调节来完成这一过程。单台电机车一般配用2台22KW的直流电机，每年以有效运行350天，每天10小时，运行负载率平均0.8，改造后节电率35%计算考虑，电价为0.6元/度。一台电机车一年的节电效益：F = PTfa=2220.83501035%0.610-4 = 2.59 （万元）6）减少人工维护费用。改造后可有效减少电机车的维护量，每台车还可减少人工维护费用一万元以上。 单台电机车年节约费用：4.5+0.52+1+5+2.59+1=14.61（万元）若每个矿井按5台蓄电瓶电机车、全集团公司按20对生产计算（直流架线电机车未计算），实施变频改造年节省的费用为：14.61520=1461 （万元）。如果再加上每个矿井拥有的直流架线电机车改造（此改造节省的费用少些，因无蓄电瓶），其节省的费用更加可观。改造一台蓄电瓶电机车购置材料等费用约需要8万元左右，而全集团公司改造100台约需要800万元。显然其改造效果还是比较划算的。 2009-03-05