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看“天下第一隧”如何拥有安全舒适的“大肚量”
发布时间:2017-08-15 点击量:

"要致富先修路",犹记得当年,大村小村、大街小巷都挂着红色的大横幅,粉刷着白底黑字的大标语。那时候,很多偏僻的山区交通基本靠走,通讯基本靠吼。

 

为了不让交通因素制约经济的发展,近几十年来,在国家和各地方政府的大力投资下,我国道路的发展日新月异,各地道路通车里程屡创新高,尤其包括高速公路、长大桥梁和公路隧道等公路基础设施的发展更是举世瞩目。

隧道挖掘困难多,斜井提升机成关键

在修筑工程中,最为复杂与困难的情况之一就是山区隧道工程。公路隧道往往穿越崇山峻岭、地形陡峻、植被茂密,施工方案技术难度极大,同时需要防范生态破坏,预防可能造成高风险的人员伤亡。

那么一条条看不到头的隧道,巨大的建设工程量,大肚量是如何实现的呢? 这就需要用到斜井提升机:

 

斜井提升机是矿井提升机的一种,主要应用在中小型矿井的副斜井、轨道暗斜井和轨道上下山的提升运输上。斜井提升机与渣土车厢与火车的运货车厢类似,高度和体积小一些。在井口有一绞车提升机,由电机经减速器带动卷筒旋转,钢丝绳在卷筒上缠绕数周后挂上一列渣土车厢,在电机的驱动下将装满渣土的列车从斜井拖上来;卸载完成后,再将空车在电机的拖动下沿斜井放下去。

 

在隧道挖掘生产中,斜井提升机起着非常重要的作用,直接影响隧道挖掘生产的效率及安全,不仅承担着运送人员及其它物料的作用,还经常被用来接送上下班的工人,因此提升机的舒适性、安全性就显得尤为重要。

建设规模世界第一隧,生态保护再添难度

宝鸡至坪坎高速公路是陕西省"十三五"在建高速公路中规模最大、建设标准最高、施工难度最大的项目。项目全长73.238公里,概算投资129亿元,建设工期6年。全线采用六车道高速公路技术标准,设计速度每小时80公里,项目主线桥梁52座共计20652米,隧道16处共计32026米,桥隧比例达71.9%,其中全长15.56公里的秦岭天台山特长隧道建设规模世界第一。

 

由于桥隧比例高、便道修建难度大、施工场地及桥梁预制场地狭小,此次建设施工组织极其困难。同时,路线经过嘉陵江源头、清姜河,穿越天台山国家级风景名胜区,环保、生态防护要求比较高。

传统方案缺点显著,能量浪费可靠性差

目前,我国斜井提升机90%以上是采用单机容量在1000KW以下传统的交流异步电机拖动,采用转子串、切电阻调速,由继电器—接触器构成逻辑控制装置,其中多半为电动机—发电机组(F-D机组)供电,采用晶闸管整流传动(SCR-D)的只占一部分。

传统交流拖动系统的显著缺点是:调速性能差,调速时能量要大量消耗在电阻上,给定方式落后,控制精度低,安全保护和监测环节不完善,安全可靠性差,维护工作量大,而且运行不经济。

英威腾全新提升方案,安全舒适成就隧道大肚量

本次天台山隧道挖掘工程,应用了英威腾全新的隧道斜井提升方案,系统由英威腾四象限高压变频器+三电平中压变频器以及控制系统组成,应用方式为四象限高压变频拖动+中压变频低频备用拖动(备用)。

其中,英威腾高压四象限变频器采用矢量控制,可能量回馈运行,采用速度闭环与电流闭环控制,使得转矩控制动态响应迅速,从而获得良好的调速性能。该控制系统节电效果良好,提高了电网容量资源利用率。

同时,三电平中压变频器拖动系统,采用三电平结构,输入谐波含量低。低频系统作为备用,系统稳定性强,效果良好。

另外,英威腾Goodrive5000系列高压变频系统还具有以下显著优点:

* 整机采用多重化整流/回馈抵消谐波,整机网侧电流、电压谐波均符合国家标准;
* 整机各功率单元独立锁相,可自主辨识移相变压器变比以及移相变压器原副边相位差,兼容性好,方便实现各功率单元间互换;
* 功率单元的工作状态(整流/回馈状态)由主控制系统根据当前电机的工作状态统一控制,状态一致性好;
* 功率单元均有独特的调试接口,通过光电转换设备与上位机软件可方便监控任意单元工作状态,可快速定位单元故障,缩短故障修复时间。

安全舒适又节能,隧道工程建设新方向

本次天台山隧道工程中采用的英威腾四象限高压变频拖动+中压变频低频备用拖动的方案,既满足了对提升系统的运行效率以及能量管理的合理处理,又满足了提升系统安全稳定运行的要求,据现场反馈估算,初步运行节能效果约在15%-20%。

 

同时,传统调速系统在调速过程中消耗大量的转差功率、速度越低消耗的转差功率越大的问题,使用英威腾变频调速方案后,可以完全避免,是一种不耗能的高效的调速方式,节能十分显著,取得了很好的经济效益。

另外,该提升机采用英威腾高压-中压低频拖动双系统后,系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高,减少了运行故障和停工工时,节省了人力和物力,提高了物资使用效率。

 

相信在未来的隧道工程中,将会越来越多的看到变频调速系统的应用,作为值得信赖的工控与能效解决方案提供商,英威腾将出推广更多高效节能的产品与解决方案,支持国家基础设施的建设与经济发展。

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