煤礦皮帶機(jī)變頻器節(jié)能研究與實(shí)踐

韓孟群

（兗礦東華重工有限公司煤機(jī)裝備制造分公司，山東 濟(jì)寧 273500）

目前我國的科技水平快速提高，推動(dòng)了煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，煤炭生產(chǎn)中的機(jī)械化及自動(dòng)化水平越來越高。在機(jī)械化生產(chǎn)過程中，需要電能的支持。皮帶機(jī)是煤炭生產(chǎn)的重要運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備，其只有在電力的驅(qū)動(dòng)下才能工作。皮帶機(jī)在工作期間會(huì)產(chǎn)生很大的電能損耗，造成電能損耗問題。為了提高生產(chǎn)效益，降低電能損耗，許多煤炭企業(yè)使用了變頻器，安裝變頻器安裝使用以后，不但降低了電能損耗，還提高了生產(chǎn)效率。

1 煤礦皮帶機(jī)變頻器節(jié)能的優(yōu)勢(shì)

1.1 調(diào)整皮帶啟動(dòng)狀況，減輕皮帶損傷

電能是有效促進(jìn)煤礦皮帶機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的能源，所以在控制煤礦皮帶機(jī)的時(shí)，相關(guān)工作人員可以通過調(diào)整電機(jī)電能的方式來達(dá)到控制皮帶機(jī)的目的，有效減緩了皮帶損傷。不過傳統(tǒng)皮帶機(jī)運(yùn)行中，往往具有一定速度，在終止與啟動(dòng)皮帶機(jī)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生突然性，進(jìn)而造成皮帶出現(xiàn)損傷情況。為此，應(yīng)該通過有效手段來防止煤礦皮帶機(jī)受損，在技術(shù)應(yīng)用上，通過變頻技術(shù)和皮帶機(jī)的相互應(yīng)用，能有效減緩皮帶機(jī)的停止速度，避免突然性造成皮帶機(jī)損傷。另外，還能促使電機(jī)接近防爆軟性啟動(dòng)，使皮帶機(jī)具備自緩性，在運(yùn)行之間緩解電源切斷給皮帶機(jī)帶來的損失。

1.2 延長皮帶機(jī)的使用周期，減少企業(yè)開銷

通過相關(guān)研究表明，在操作時(shí)，皮帶機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間長短會(huì)對(duì)皮帶機(jī)具有直接性影響。

傳統(tǒng)的方法在啟動(dòng)皮帶機(jī)時(shí)，由于會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的超負(fù)荷，因此難以維護(hù)皮帶機(jī)的使用壽命，經(jīng)常發(fā)生斷裂現(xiàn)象。不過在使用變頻器之后，改變了煤礦皮帶機(jī)的啟動(dòng)方式，不僅有效控制了皮帶機(jī)啟動(dòng)的時(shí)間，也有效提高了電機(jī)的穩(wěn)定性。同時(shí)，在皮帶機(jī)的作用下，使皮帶機(jī)的負(fù)荷有所減緩，所以，皮帶機(jī)在運(yùn)行之際，就不會(huì)老是出現(xiàn)斷裂問題。通過變頻器的使用，明顯延長了皮帶機(jī)的使用周期，如此一來，就可以減少了煤礦公司因皮帶機(jī)斷裂產(chǎn)生的維修費(fèi)用，明顯減少了開銷成本，為企業(yè)帶來了效益。另外，皮帶機(jī)負(fù)荷強(qiáng)度減小后，企業(yè)選擇皮帶機(jī)的機(jī)會(huì)就更大，在購買皮帶機(jī)時(shí)，可以結(jié)合實(shí)際情況，選購成本低、節(jié)能性好以及配置優(yōu)越集一體的皮帶機(jī)，這樣就能為企業(yè)降低采購成本，有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

1.3 優(yōu)化電機(jī)應(yīng)用，降低電能輸出

在國內(nèi)煤礦行業(yè)中，適用的皮帶機(jī)雖然具備多種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不過慣用的皮帶機(jī)系統(tǒng)主要有兩種，一種是雙筒滾驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，另一種是單筒滾驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。由于類型不同，在操作上也會(huì)存在一定差異，因此，在對(duì)其功率進(jìn)行調(diào)整時(shí)，會(huì)具有一定難度，不過皮帶機(jī)在運(yùn)行過程中，結(jié)合變頻器的應(yīng)用，可以有效解決皮帶機(jī)大功率輸出的問題，且能優(yōu)化電機(jī)的應(yīng)用，減少皮帶機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的電能，不僅達(dá)到了節(jié)約成本的目的，也提高了皮帶機(jī)的運(yùn)作效率。

2 煤礦皮帶機(jī)變頻器節(jié)能應(yīng)用要求

2.1 需具有較強(qiáng)的電磁兼容性

由于煤礦的煤層和地表之間具有一定距離，因此煤礦企業(yè)在對(duì)其進(jìn)行開采時(shí)，通常會(huì)應(yīng)用地下開采的形式進(jìn)行開發(fā)，從這一點(diǎn)上看，可以知道國內(nèi)的煤礦開發(fā)工作是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，不僅開發(fā)環(huán)境惡劣，而且皮帶機(jī)在向下運(yùn)轉(zhuǎn)中，也會(huì)因?yàn)榭床坏降叵颅h(huán)境而受到諸多因素干擾，加上控制調(diào)節(jié)難度大，造成電壓不穩(wěn)以及電頻器誤動(dòng)等問題出現(xiàn)。另外，在使用變頻器時(shí)，其自身也會(huì)產(chǎn)生高次諧波，進(jìn)而干擾變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)，若應(yīng)用的煤礦皮帶機(jī)變頻器的電磁兼容性較低，就難以在復(fù)雜多樣的地表環(huán)境中順利完成采煤工作。在采煤過程中，技術(shù)人員需加強(qiáng)電磁控制，盡量提高電磁兼容性，以便確保變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行，最終順利完成采煤工作。

2.2 需具備較高的技術(shù)指標(biāo)

皮帶機(jī)通過變頻器的使用，除了能提高自身的使用壽命外，也能滿足較高的皮帶機(jī)技術(shù)指標(biāo)要求。滿足較高技術(shù)指標(biāo)的表現(xiàn)主要有以下3方面：第一方面為使用變頻器之后，提高了皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)矩速度，和普通的轉(zhuǎn)矩速度相比起來，約為普通轉(zhuǎn)矩的2倍以上；第二方面是保障了皮帶機(jī)加減速度的平穩(wěn)性，使其運(yùn)行速度始終保持著“S”型；第三方面是能具備完善當(dāng)前機(jī)械化的控制能力，在運(yùn)行上以四象限運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行操作，達(dá)到了有效控制能量循環(huán)的目的。

2.3 需具有優(yōu)良的散熱系統(tǒng)

傳統(tǒng)的變頻器在散熱上，主要通過冷水系統(tǒng)或者是冷風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行散熱。不過由于我國的采煤環(huán)境比較嚴(yán)峻，多數(shù)是在礦井在操作的，傳統(tǒng)的冷風(fēng)或者是冷水降溫效果并不明顯。所以，在要求上，對(duì)皮帶機(jī)的變頻器散熱要求會(huì)更高，對(duì)于工作人員而言，應(yīng)不斷加強(qiáng)變頻器散熱性能的提升，才能滿足我國礦井采煤的特殊要求。

3 皮帶機(jī)變頻器的應(yīng)用問題及節(jié)能效益

3.1 皮帶機(jī)變頻器應(yīng)用的常見問題

在煤炭生產(chǎn)過程中，皮帶機(jī)的工作環(huán)境非常惡劣，通常在地下礦井環(huán)境中進(jìn)行運(yùn)作，因此皮帶機(jī)變頻器會(huì)受到輻射類的電磁影響，造成設(shè)備的工作效率降低。同時(shí)，在變頻器運(yùn)行期間，自身會(huì)生產(chǎn)生高次諧波，從而影響到周圍的電器設(shè)備。因此，在上述因素的影響下，皮帶機(jī)變頻器無法正常運(yùn)作，甚至還會(huì)引發(fā)電源異常、設(shè)備損壞等問題，針對(duì)此問題，應(yīng)該加以對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，盡量減少損失出現(xiàn)。

3.2 皮帶機(jī)變頻器的節(jié)能效益

在皮帶機(jī)中安裝變頻器設(shè)備后，在變頻技術(shù)的作用下，不僅可以提高皮帶機(jī)的生產(chǎn)效率，還能降低皮帶機(jī)的電能損耗。同時(shí)，在使用皮帶機(jī)變頻器以后，皮帶維修、更換及保養(yǎng)等費(fèi)用大大降低，這在一定程度上減少了企業(yè)的生產(chǎn)支出。因此，利用皮帶機(jī)變頻技術(shù)，不但提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還降低了企業(yè)的能源損耗。

4 提高皮帶機(jī)變頻效果的相關(guān)措施

4.1 合理、科學(xué)控制電磁，確保安全生產(chǎn)

在煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程中，要想保證皮帶機(jī)變頻器穩(wěn)定運(yùn)行，必須保證其工作電壓穩(wěn)定。不過，在實(shí)際生產(chǎn)期間，電磁變化會(huì)影響到電壓的穩(wěn)定性，從而對(duì)皮帶機(jī)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致變頻器無法正常運(yùn)行。因此，工作人員必須重視電磁控制工作。首先，技術(shù)人員必須熟知礦井下的電磁干擾源，從而制定針對(duì)性的防干擾措施。其次，技術(shù)人員應(yīng)深入探究變頻器與電磁間的兼容性，降低電磁對(duì)變頻器的影響，從而確保煤炭生產(chǎn)工作順利進(jìn)行。

4.2 注重效益分析，提高節(jié)能效果

在煤炭皮帶機(jī)中使用變頻器，理論上可以降低能源損耗，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。不過，理論效果與實(shí)際效果存在一定的差異。在實(shí)際煤炭生產(chǎn)中，將變頻器應(yīng)用到皮帶機(jī)中，具體能降低多少能源損耗，必須經(jīng)過嚴(yán)格的經(jīng)濟(jì)分析，才能得到準(zhǔn)確的答案。因此，煤炭企業(yè)在使用皮帶機(jī)變頻器時(shí)，必須時(shí)刻關(guān)注該設(shè)備的技能數(shù)據(jù)，并深入分析這部分?jǐn)?shù)據(jù)信息。在此過程中，必須將皮帶損傷及維修保養(yǎng)等費(fèi)用包含進(jìn)行曲，從而得到比較客觀的節(jié)能數(shù)據(jù)，明確皮帶機(jī)變頻器的實(shí)際節(jié)能效果。同時(shí)，在這些節(jié)能數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，探究提高皮帶機(jī)變頻器技術(shù)及節(jié)能效果的有效措施。

4.3 加大技術(shù)研究力度，提高應(yīng)用質(zhì)量

在煤炭生產(chǎn)過程中，將變頻器應(yīng)用到皮帶機(jī)中，可以完善皮帶機(jī)的運(yùn)行狀況。通過提升皮帶機(jī)的運(yùn)行功能、質(zhì)量，達(dá)到降低能源損耗的目的。因此，為了提高皮帶機(jī)變頻器的技能效果，技術(shù)人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注該設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量，深入研究該設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)，提高設(shè)備的應(yīng)用水平。由于皮帶機(jī)是煤炭生產(chǎn)的重要設(shè)備，尋常的變頻器無法滿足生產(chǎn)需求。在使用專業(yè)變頻器后，對(duì)應(yīng)的技術(shù)要求更高，因此技術(shù)人員必須對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)字化管理，確保皮帶機(jī)滿足自動(dòng)化、機(jī)械化的生產(chǎn)需求。

4.4 改進(jìn)機(jī)械設(shè)備，提高設(shè)備的散熱性能

在皮帶機(jī)運(yùn)行期間，散熱狀況會(huì)影響到皮帶機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量，降低企業(yè)的生產(chǎn)效率。皮帶機(jī)在使用變頻器后，其工作效率大大提升，不過對(duì)散熱性能也提出了更高的要求。在普通變頻器工作時(shí)，通常使用冷風(fēng)散熱及冷水散熱系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行散熱處理，也取得了不錯(cuò)的散熱效果。不過，這兩種散熱系統(tǒng)無法滿足皮帶機(jī)變頻器的散熱需求。因此，為了滿足皮帶機(jī)變頻器的運(yùn)行需求，技術(shù)人員必須積極創(chuàng)新機(jī)械設(shè)備，改善傳統(tǒng)的散熱系統(tǒng)，從而提高皮帶機(jī)變頻器的運(yùn)行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

5 結(jié)語

在過去的幾年中，我國的經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展。在此期間，我國也消耗了大量能源，能源短缺問題逐漸進(jìn)入到人們的視線。因此，在工業(yè)成長過程中，必須重視節(jié)能問題。煤炭企業(yè)是耗費(fèi)電能較多的企業(yè)，在生產(chǎn)過程中使用皮帶機(jī)變頻技術(shù)，可以有效降低能源損耗，避免資源浪費(fèi)問題的發(fā)展。在各大煤炭企業(yè)中，必須深入了解皮帶機(jī)變頻器的應(yīng)用意義，并熟悉皮帶機(jī)變頻器的應(yīng)用要求。同時(shí)，積極探究提升皮帶機(jī)變頻器節(jié)能效果的方法，從而在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，緩解我國的能源危機(jī)。