煤礦帶式輸送機傳動系統及節能技術淺析

訾連

中煤新集二礦 安徽淮南 232180

在電力電子技術和工業技術不斷發展和進步的影響下，變頻節能技術得到越來越多的應用。煤礦企業往往需要消耗大量的電能。鑒于此，將變頻節能技術應用于煤礦企業的生產具有重要的現實意義，下面簡要分析煤礦帶式輸送機中頻變頻節能系統存在的問題。

1 工程概況

中煤新集二礦強力皮帶機擔負著全礦原煤運輸任務，初始安裝于1996年6月，皮帶機頭標高-461m。2010年7月進行整機更換升級改造，運輸長度930m；2017年10月延伸至-750m水平，運輸長度1430m。現主機型號為DTL120/120/4×630，最高帶速4.5m/s，帶寬為1200mm，主電機型號為YBBP450L2-4，安裝四臺機組，三機運行，一機備用，單機功率630KW，運輸量1000t/h。電控采用唐山開誠公司生產ZJT2-800/1140（A）變頻調速裝置，配備天津華寧公司生產KTC-101通訊、控制系統，實現了皮帶機軟啟動和遠程集中控制。該皮帶機設有《煤礦安全規程》要求的各種保護裝置，安裝有2臺1175NRT型逆止器和1臺PZ-1800/388型液壓制動器。另設有沿線急停閉鎖功能和巷道照明。皮帶巷現有4臺甲帶式給料機供-650m、-750m水平出煤和進行矸石分流，機頭配電點采用雙電源供電，四臺主電機均采用BG-200/6高壓開關和BSG-1000變壓器單獨供電。

2 系統組成

在煤礦運輸過程中所應用的帶式輸送機變頻節能系統主要由三個部分組成，其一是變頻傳動部分，其中，在隔爆變頻器的支持下，變頻傳動部分功能得以有效發揮，以此來對電機進行驅動，滿足運行速度調整需求，此種方式下電機運行穩定，在設定保護參數方面也具有一定便利性。其二是控制系統，以PLC為支持，致力于控制相關設備并分析傳感器信號，促進了輸送帶速度調節與故障保護的順利實現，其中控制設備對象主要包括制動閘、變頻器等。其三是傳感器，該部門主要價值就是服務于控制部分，正是由于傳感器功能的發揮，才促進了設備精準控制與有效保護的實現。

3 煤礦帶式輸送機中變頻節能系統的應用過程

煤礦帶式輸送機的運行分為三個部分：初級階段，啟動階段和輸送階段。在初始階段，所需的時間由輥驅動皮帶輪的靜電阻反應的時間決定。啟動階段的關鍵是皮帶剛剛工作的時刻，并且該過程是對動態阻力的瞬時靜態阻力。在這個過程中，由于瞬時阻力從靜態變為動態，傳送帶橫截面的動態張力瞬間增加，傳送帶的振動是其實際的實施例。在啟動時，交付的關鍵是初始張力會增加皮帶張力。在運輸期間，由于主相的啟動，輸送機達到大的旋轉速度，這導致操作狀態的不穩定，因為在運輸過程中形成了相當大的動態張力。并且因為傳送帶是粘彈性體，所以力的影響將不可避免地變形，并且張力受到啟動張力的限制。因此，對于傳送帶的一部分，僅靜電阻小于兩側之間的差。它可以開始。當輸入驅動力改變時，它將撞擊傳送帶并形成峰值張力。因此，只有當結合變頻調速技術調節驅動設備時，才能消除峰值張力，從而降低帶式輸送機的損壞程度。

然而，在不穩定的工作條件下，傳送帶不僅受到靜態張力的影響，而且由于變化的速度而受到額外的張力。特別是，當張力和靜張力相互疊加時，驅動輥位置處的輸送機的張力迅速增加，導致輸送機的不穩定操作或輸送機部件的破壞，從而使得輸送機難以順利運行。變頻調速技術的應用可以實現輸送機運行頻率和電壓的變化，保證整個起動過程的穩定性和安全性，還可以延長輸送機電機的使用壽命。同時，變頻調速技術的速度調節功能可以實現負載在傳送帶上的均勻分布，從而減少傳送帶的損耗，從而實現功率平衡功能。

4 節能降耗效果分析

就帶式輸送機運行情況中，無論是空載狀態還是輕載狀態下，其輸出功率都會受到變頻節能系統運行的影響而使輸出頻率有所降低，約在20Hz-30Hz之間，帶速也會有所下降，此時對節能降耗進行計算，并就節能降耗實際效果展開分析。研究表明，變頻電機應用模式下變頻器輸出頻率與輕載狀態下帶式輸送機輸出頻率下降程度都會在一定程度上對實際節能降耗效果產生影響，變頻器輸出頻率降低至10Hz或者輕載狀態下帶式輸送機輸出頻率降低至20Hz時為最佳節能降耗狀態。在不同的運行條件下，變頻器都具有良好的應用價值，能夠滿足滿載、半載和空載的運行需求，對于電機功率因數的提升以及帶式輸送機運行穩定性的改善都具有重要意義[1]。通過變頻節能系統的應用，促進了電機運行功率因數的變化，電機效率得到明顯改善，在降低電流的同時，有效減少了不必要的線路損耗，從而真正實現技能降耗，在不同的工況條件下以及現場情況下，所產生的節能效果也存在一定差異性。

就煤礦帶式輸送機運行情況來看，變頻節能系統的應用不僅有助于節能降耗，還能夠改善系統磨損問題，尤其是在半載工況下，通過對比可以發現，電機轉速明顯下降，系統磨損有效降低，變頻節能工況下帶式輸送機所使用的年限要明顯長于在工頻工況下的帶式輸送機，輸送帶磨損減少。在煤礦運輸過程中，對于帶式輸送機的應用若能夠保證速度與運量達到組價匹配狀態，則能夠更進一步提升節能降耗效果。

5 結語

變頻節能系統在煤礦帶式輸送機上的應用可以減少能量損失，優化工作狀態，減少機械損失，延長機電設備的使用壽命等。可以優化煤礦的工作環境，實現生產效率的提高，確保精細化管理機電設備在保證安全生產的基礎上滿足煤礦企業的實際生產需求。