새로운 기술을 채택하여 수익을 개선한 광산

기술을 구현하여 수익을 개선한 광산

솔루션

결과

  • 가변 주파수 인버터로 모터를 제어함으로써 매달 약 3,000달러 절감
  • 이전 시스템보다 유지보수 비용이 줄어듦
  • 에너지 소비가 줄어 더 지속 가능한 광산 운영이 가능
  • 소음이 15 데시벨 감소
  • 고온 및 고압 감소

Allen-Bradley 가변 주파수 인버터로 에너지 소비를 절감하고 예상치 않은 가동 중단 시간 절감

배경

웨스턴 평원 내 가정과 사업장은 와이오밍의 탄광에서 나오는 에너지를 사용합니다.

이 탄광은 전기를 생산하는 시설에 기차로 매년 약 600만톤의 석탄을 공급합니다.

이 전기는 가정에 열을 공급하고, 공장을 가동하며, 꼭 필요한 디지털 장치에 전원을 공급합니다.

그러한 동력은 원탄에서 시작됩니다. 먼저 거대한 굴착기로 두 개의 노천 광산에서 원탄을 채굴한 다음 이를 덤프 트럭으로 떨어뜨립니다.

트럭이 원탄을 분쇄기에 내리면 분쇄기는 이를 작은 조각으로 부숩니다.분쇄된 석탄은 거기에서 컨베이어 벨트로 옮겨져 저장 사일로로 이동합니다.

운영의 "순환 시스템"을 이루고 있는 이 컨베이어 네트워크는 분쇄기에서 준비 공장으로 석탄을 운반하여 세척 및 여과 과정을 거치도록 합니다.

그런 다음 저장 사일로를 거쳐 곧바로 레일카로 운반합니다.컨베이어의 강력한 추진 모터가 석탄을 1분에 1,000피트 이상 옮겨 줍니다.

과제

원래의 컨베이어 시스템은 1980년대 초에 구축되었고, 장비는 최적의 상태가 아니었습니다.이 시스템은 많은 전기를 소비했고, 불안정했으며, 특히 하드 중지 및 시작 시에 귀청이 터질 듯한 소음을 냈습니다.

하루 24시간 동안 시간당 2,250톤의 석탄을 운송하는 경우, 석탄을 이용하는 사람에게 이를 적시에 공급하려면 신뢰할 수 있는 장비가 필요합니다.

신뢰성은 석탄의 원활한 흐름이 중요한 현장의 공장 건설에 매우 중요한 사안이었습니다.

이 광산의 팀은 에너지 효율성을 높이고 운영 비용을 절감하기 위해 전기 사용을 분석했습니다.먼저 이들은 컨베이어 벨트를 구동하는 장비를 면밀히 조사했습니다.

컨베이어 벨트의 모터를 가동하는 데 사용되는 유압 시스템은 기계식이었기 때문에 마모가 많이 발생했고, 이로 인해 유지보수 비용이 증가했습니다.

유압 시스템의 일부인 유체 커플링 장치는 자주 말썽을 부렸기 때문에, 컨베이어의 가동 중단을 자주 발생시켰을 뿐만 아니라 시끄럽고 불안정하며 에너지를 많이 소모했습니다.

또한 유압 시스템에서 발생하는 고압과 고열도 유지보수 직원에게 안전 위험을 제기했습니다.엔지니어링 팀은 유체 커플링 장치를 제거해야 하며, 솔루션 및 원하는 결과를 제공하는 데 자동화가 핵심적인 역할을 할 것이라는 점을 알았습니다.

솔루션

팀은 여러 옵션을 평가하고 업계 사람들과 논의한 후, 컨베이어 벨트에 Allen-Bradley® PowerFlex® 7000 가변 주파수 인버터를 설치하기로 결정했습니다.

가변 주파수 인버터는 모터 속도를 더 정확하게 제어하기 때문에 일반적으로 유압 시스템보다 에너지를 덜 사용합니다.

예를 들어, 컨베이어 벨트에 가변 주파수 인버터를 설치하면 특수한 로터 설계를 하지 않고도 모터를 기동하는 데 필요한 전류를 직입기동(Direct On Line Starting)에 일반적인 FLA 650%에서 전류제한 VFD 기동(Current Limited VFD Starting)에 일반적인 FLA 150%로 줄일 수 있습니다.

한편 시작 토크는 최대 부하 토크의 약 150%까지 증가할 수 있습니다.

벨트는 리니어 또는 S-ramp 가속 프로파일을 사용하여 과도한 전압 강하를 발생시키지 않고 시작될 수 있지만, 기어박스와 벨트 텐셔닝 시스템 등의 기계식 구동 트레인은 모터의 브레이크다운 토크에 노출되지 않습니다.

속도 제어의 변수는 무한하고, 벨트에 수평 적재하는 데 이를 이용할 수 있습니다.광산 작업자는 이를 통해 모터를 쉽게 시동하거나 컨베이어 벨트의 속도를 늦출 수 있습니다(탄갱의 문제로 인해 석탄 수송에 차질이 있는 경우 등).

인버터 설치 프로세스는 컨베이어 벨트 네트워크의 시작에서 시작되었습니다.그 후 파쇄기와 준비 공장 사이와 같은 컨베이어 네트워크의 후속 섹션에 인버터를 단계적으로 추가했습니다.

또한 로크웰 오토메이션은 관리자가 광산의 에너지 사용을 실시간으로 추적할 수 있도록 Allen-Bradley PowerMonitor 장치를 설치했습니다.

결과

이 광산은 기대 이상의 이점을 누리게 되었습니다.새로운 인버터를 설치하여 현장 소음을 대폭 줄일 수 있었고, 무엇보다도 예상치 못한 가동 중단 시간이 줄었습니다.

광산 운전자는 아직 절감된 가동 중단 시간을 계산하지는 않았지만, 이 광산은 가동 중단 시간이 줄어들어 더욱 원활하게 가동되고 있습니다.한편 전기 사용량은 분명하게 드러났는데, 이 광산은 한 달에 약 3,000달러를 절감하고 있습니다.

컨베이어를 효과적으로 제어하게 되면서 나타난 부수적인 이점은 이 광산이 석탄을 더 효율적으로 이동시키고 레일 카를 더 정확하게 채울 수 있게 되었다는 것입니다.

이 광산은 수 톤의 석탄을 처리하면서 이제 편차를 플러스 마이너스 100파운드 이내로 유지할 수 있게 되었습니다.

이 팀은 광산 전체에서 혜택을 누리기 위해 나머지 컨베이어 벨트에도 가변 주파수 인버터를 설치하려고 계획하고 있습니다.

위에서 언급한 결과는 이 고객이 로크웰 오토메이션의 제품과 서비스를 타 제품과 함께 사용하여 얻은 결과입니다.구체적인 결과는 고객마다 다를 수 있습니다.

상표 정보:Allen-Bradley, PowerMonitor 및 PowerFlex는 Rockwell Automation Inc.의 상표입니다.

문의처

로크웰 오토메이션과 파트너는 탁월한 지식으로 고객의 자동화 투자를 설계, 구현 및 지원합니다.

발행물 신청

구독하셔서 로크웰 오토메이션이 제공하는 최신 뉴스를 받아보십시오.