矿山是能源消耗大户，很多设备陈旧。“节能降耗”已成为我国的基本国策，许多矿山企业非常重视高耗能电气设备的节能技术改造。矿井电气设备主要分为采矿部分和选矿部分。矿井电气设备包括通风机、排水泵、提升机和空压机等。选矿的一些电气设备主要有破碎机、传送带、球磨机、提升泵、浮选机等。对于风机、泵、提升机和空压机，很多公司都提出了可行的节能方案，但是对于浮选机，却没有提出合理的节能方案。浮选机是选矿厂的主要设备，数量多，总功率大，全年24小时不间断运行。因此，我们对本公司浮选机的节能方法进行了深入的研究。
一、浮选机介绍
(1)功能介绍
矿用浮选机广泛用于铜、铅、锌、镍、钼、金等有色金属、黑色金属和非金属矿物的粗选、精选和扫选。其工作原理是:电机带动主轴转动叶轮，一边吸入足够的空气体和浆液混合物，一边搅拌浆液与药剂混合，同时细化气泡。颗粒在药剂的作用下附着在气泡上，漂浮在泥浆表面，形成矿化泡沫层，被刮刀刮出。
(2)系统组成
浮选机结构简单，包括罐体、叶轮、主轴、电机等。罐是储存纸浆的容器，设备型号以体积命名。一般1.2m3、2.8m3、4m3、8m3等。浮选机的电气设备是主轴电机和刮板电机，主轴电机约占总用电量的90%。电机通过皮带带动浮选机，皮带带动主轴上的叶轮转动。2 ~ 4台浮选机为一组，一组由一台刮板电机驱动。铲运机的功率比较小。
(三)我公司设备介绍
我公司有四个选矿系列，每个系列有30多台浮选机，设备分为三种，其中SF4浮选机11台，SF8浮选机9台，JJF8浮选机10台。2 ~ 4台浮选机为一组，共10组。总额定功率约为670kW。
SF4浮选机:容量4m3；罐体尺寸为1850×2050×1200；叶轮直径650mm叶轮转速238转/分钟；处理能力0.5 ~ 4m3电机功率15/1.5kW..
SF8浮选机:容量8m3；罐体尺寸为2200×2900×1400；叶轮直径760mm叶轮转速191转/分钟；；处理能力为4～8 m3；电机功率30/1.5kW..
JJF8浮选机:容量8m3；罐体尺寸为2200×2900×1400；叶轮直径540mm叶轮转速233转/分钟；；处理能力为4 ~ 10 m3电机功率22/1.5kW..
(4)浮选机的操作过程
球磨机的处理能力代表了选矿厂的产量。我公司球磨机的处理能力为48 ~ 57 t/h，球磨机出矿浓度为75 5%。出矿量会在一定范围内波动，球磨机出矿量过大会影响选矿品位，处理量过小会造成能源和产能的浪费。所以球磨机出矿量会在一定范围内小幅波动。浮选液位应保持在一定高度，以便刮刀刮出泡沫。因为球磨机的出矿量会有波动，浮选机通过调节闸门的高度来调节浮选槽的液位。
二、浮选机的特性分析
(1)浮选机负载率分析
作者选择了三组浮选机来测试每台浮选机的负荷。
1.第一组有4台浮选机，测试结果如表1所示。
表1第一组浮选机测试结果
2.第二组有4台浮选机，测试结果见表2。
表2第二组浮选机测试结果
3.第3组有3台浮选机，测试结果见表3。
表3第三组浮选机测试结果
从表1到表3可以看出，每组第一台浮选机的负荷率最高，其他浮选机的负荷率相对较低，保持在80%左右。
浮选机整体负载率高。第一浮选机不仅起搅拌的作用，还起吸浆的作用。因此，第一站的负载率高。
(2)浮选机转速和功率特性分析
我们选择了第1组中的最后一台浮选机来测试其在不同速度下的扭矩特性。JJF8型浮选机:容量8m3:叶轮转速233 r/min，减速比4.2；处理能力为4 ~ 10 m3电机型号y200-6，电机功率22kW，额定电流44A，额定电压380V，额定转速980r/min。
设备工频状态(50Hz)检测:运行电压372V，运行电流38A，运行功率17.78kW，电力负荷率0.81。
我们通过调节频率来调节电机转速，分别测得95%、90%、85%、80%、66%的速比。数值见表4，频率功率比见图1。
表4速度比值
图1频率功率比图
通过分析该曲线图，转速和功率之间的关系近似为平方关系。
(3)浮选机转速和转矩特性分析
我们选择了第1组中的最后一台浮选机来测试其在不同速度下的扭矩特性，测试值如表5所示。
表5不同速度下的扭矩特征值
(4)结论
电机的转矩特性可分为恒转矩、平方转矩、恒功率等。恒扭矩是机械负载，扭矩是硬的，比如提升机、空压机等。都属于恒转矩负载；风扇属于平方扭矩。浮选机的转矩特性介于恒转矩和方波转矩之间。
三。节能改造方案的确定
(1)浮选设备节能的基本要求
根据我们企业的具体情况，我们列出了五个基本要求。
①节电设备在不影响处理能力的前提下，应大幅度降低原有电气设备(这里指的是矿用浮选机)的电能，节电应在10%以上。②在不降低的基础上，提高原有电气设备的安全性和稳定性。③节能设备寿命长，损耗低，日常维护少。同时，可以减少对原有电气设备的维护。④节能设备操作简单，不改变原有电气设备操作人员的操作习惯。操作人员经过简单培训就能熟练操作。⑤为了满足矿井未来的发展需要，节能设备的容量有一定的富余。
(2)浮选机节能模式的选择
1.经过论证和分析，根据浮选机电机的转矩特性，采用调频的方法对浮选机主轴电机进行节能改造。调速和节电率能满足要求。
2.根据每组浮选机的负荷情况，我们确定每组第一台浮选机不进行节能改造，其余的进行节能改造。第一种负荷率高，不适合节能改造。
3、根据球磨机流量和矿浆浓度在±5%范围内，即在±10%范围内，调速范围小于10%，再根据浮选机工艺要求，确定调速范围小于等于8%。
4.浮选机的调速是以浮选机闸门开度为基础的。闸门开度越大，速度越高，闸门开度越小，速度越低。
(3)浮选机变频器类型的选择
目前国产和进口变频器质量都能满足技术要求。我们选矿厂地处高海拔，变频器适应高原，熟悉矿业特点。最后选择芬兰威肯公司的产品。
(4)控制方式的选择
1.采用PLC ++通用变频器。控制方式灵活，易于修改，但成本较高。
2.使用变频器+内置程序，技术水平要求高，但成本低。
考虑到节能效益，我们采用了第二种方法，芬兰Viking公司为我们提供技术服务。
四。节能设备的操作
(一)操作
2010年6月28日，我们在负载测试中对第一组浮选机进行了节能测试。2010年6月29日安装完成，6月30日开始测试。为重组中的第三和第四机组安装节能设备。两组每次测试24小时。
1.第一组第三台设备的记录数据见表6。
表6第一组第三台浮选机的记录数据
2.第1组第4台设备的记录数据见表7。
表7第1组第4台浮选机记录数据
(二)总结
通过变频节能设备的实际运行，浮选机的综合性能有了很大的提高。浮选机的低频起动电流降低了起动转矩，从而保护了电机，延长了电机的使用寿命。同时，浮选机的皮带、轴承和叶轮的使用寿命也得到延长。当浮选机电机出现过载、缺相、欠压等故障时，变频器具有上述保护功能，可以及时停机进行保护，从而降低电机等电气元件的损坏率，延长浮选机的工作寿命。
动词 （verb的缩写）结束语
浮选机节能改造项目的成功应用，实现了浮选机的软启动和软停止，既解决了电机的启动冲击问题，又实现了浮选机工作点的高效调整，节约了大量电能，提高了设备运行的安全性和可靠性。值得在矿山选矿系统推广应用。
