選煤廠帶式輸送機節能降耗優化改造研究

申延凱

（西山煤電（集團）有限公司屯蘭選煤廠，山西 古交 030299）

1 工程概況

西山煤電集團屯蘭選煤廠為特大型煉焦煤選煤廠，生產能力為400 萬t/a。屯蘭選煤廠采用無壓給料三產品重介質旋流器分選+浮選聯合工藝，采用225 帶式輸送機對洗選原煤進行輸送作業，因市場因素屯蘭選煤廠建設初期對于原煤輸送能力設計為2000 t/h，該輸送能力已完全不能滿足400 萬t/a 的洗選要求。基于當前需要對屯蘭礦全部原煤進行入洗的要求下，對選煤廠篩分、洗選能力分析可知，選煤廠224 原煤入洗帶式輸送機設計能力為547 t/h，但225 原煤帶式輸送機實際運行中原煤運輸能力最大值僅維持在1094 t/h 左右，對于2000 t/h 的設計值，225 原煤帶式輸送機的實際使用率僅僅約為50%的水平，效能浪費問題較為嚴重。選煤廠對225 帶式輸送機驅動部件進行技術改造[1-6]，從而用來提高225 帶式輸送機的運行效率，降低設備的磨損，提高設備的使用壽命，創造較好的經濟效益。

2 帶式輸送機改造方案與選型

屯蘭選煤廠225 原煤帶式輸送機為淄博先河機電公司生產DT II 型固定帶式輸送機，采用單傳動滾筒單電機驅動，驅動裝置布置在機頭部卸載端，防爆電機+減速器，拉緊器采用尾部自動液壓拉緊。225 原煤帶式輸送機參數：輸送量2000 t/h，帶速4.0 m/s，帶寬1400 m，長度192.66 m，YB2-355M1-4 型隔爆型三相異步電動機220 kW，液力耦合器YOXIIZ560 型，滾筒直徑1000 mm。

225 原煤帶式輸送機節能降耗優化改造方案：主要是對輸送機的運行帶速和輸送量兩方面進行結構改造，并配套相應的零部件。帶速從4 m/s 調整為2.5 m/s，輸送量從2000 t/h 調整為1600 t/h。

3 功率設計計算及選型

3.1 帶式輸送機電機選型設計

225 帶式輸送機原先采用功率為220 kW 的YB2-355M1-4 型隔爆型三相異步電動機，現調整功率為132 kW 的Y315M-2 型電機，可節約電能損耗。優化后設備傳動滾筒的圓周驅動力FU計算如下：

（1）主要特種阻力FH，包括承載分支的物料、輸送帶移動以及托輥旋轉所出現的阻力。

式中：FH為主要特種阻力，N；f為模擬摩擦系統，取0.03；l為輸送機長度，66 m；g為重力加速度，取9.8 m/s2；qRO為每米長度上托輥轉動部分質量，取32.5 kg/m；qRU為每米長度下托輥轉動部分質量，取12 kg/m；qB為每米長度上膠帶質量，取40 kg/m；qG為每米長度上物料質量，取167 kg/m；δ為輸送機的工作傾角，12°。

（2）傾斜阻力Fst是指物料在斜巷產生的下滑力，計算如下：

式中：Fst為傾斜阻力，N；g為重力加速度，取9.8 m/s2；qG為每米長度上物料質量，取167 kg/m；H為帶式輸送機提升或下降物料高度，取14 m。

（3）附加特種阻力主要為清掃器阻力，約為4000 N。

因此，優化調整后225 帶式輸送機傳動滾筒運行總阻力FZ=5552+22 912+4000=32 464 N。

3.2 驅動功率

式中：PM為滾筒軸功率，kW；P0為滾筒軸功率，kW；η1為電壓降系數，取0.94；η2為聯軸器效率，取0.96；η3為減速器效率，取0. 94。

因此，從對帶式輸送機的驅動電機功率計算可知，選用電動機其驅動電機功率超過114.6 kW 即可滿足調整后的225 帶式輸送機驅動功率的要求。基于225 帶式輸送機帶負荷啟動的需要，在實際選型中需要對電動機功率進行一定程度的放大考慮，確定電動機功率為 132 kW，查閱手冊，確定選用YBX3-315M-4 型電機。

3.3 液力耦合器配套選型

調整后，225 帶式輸送機電機型號為YBX3-315M-4，電動機軸徑為Ф80 mm，將液力耦合器型號由YOXIIZ560 更換為配套的YOXsjIIz500 型液力耦合器。

3.4 減速機選型

225 原煤帶式輸送機輸送量由2000 t/h 降低至1600 t/h 左右后，結合該選煤廠現有減速機的庫存情況，選用減速機型號為M3RSF50+FAN（03）i=25。M3RSF50 +FAN 減速器額定功率242 kW，減速器額定功率與電機功率之比計算=242/132 = 1.83＞ 1.6，因此，選用的M3RSF50 減速機滿足工作要求。

3.5 主驅動滾筒選型

225 原煤帶式輸送機滾筒直徑從1000 mm 調整為800 mm 后，基于滾筒張緊力的要求，需要對主驅動滾筒做陶瓷包膠，對第一道、第二道清掃器進行調整，將帶式輸送機支架加高，符合輸送帶與主傳動滾筒的包角要求。

4 效果分析

（1）延長了帶式輸送機易損件的使用壽命

屯蘭選煤廠225 原煤帶式輸送機節能降耗優化改造后，提高了設備易損件的使用壽命，經濟效益顯著。節能降耗優化改造后，225 原煤帶式輸送機運行速度下降比例達到了37.5%，帶面和滾筒磨損程度大幅度降低，大塊原煤和矸石對帶面的損傷力度也大幅度減小。帶面平均使用壽命從1.2 a 延長到2.2 a，托輥平均使用壽命從2.8 a 延長到4.8 a，滾筒平均使用壽命從2.5 a 延長到4.5 a。以屯蘭選煤廠400 萬t/a 的原煤入選能力進行計算，225 原煤帶式輸送機每年對于帶面、托輥、滾筒等易損部件可節約10 萬元左右。

（2）降低帶面和滾筒的維護成本

屯蘭選煤廠225 原煤帶式輸送機節能降耗優化改造后，因運行速度下降達37.5%，運行速度下降后帶面更換次數明顯減少，硫化接頭費用降低；滾筒、托輥磨損減小，滾筒陶瓷包膠次數減少，托輥軸承更換次數降低。以屯蘭選煤廠400 萬t/a 的原煤入選能力進行計算，225 原煤帶式輸送機對于帶面、托輥、滾筒的維修費用可節約1.5 萬元左右。

（3）電能成本經濟效益分析

屯蘭選煤廠225 原煤帶式輸送機電機更換為YBX3-315M-4 型電機后，電機功率從220 kW 降低到了132 kW，經計算噸煤電能損耗由0.060 7 元/t下降至0.048 1 元/t，噸煤電耗量明顯減少。以屯蘭選煤廠400 萬t/a 的原煤入選能力進行計算，每年可節約電費約6.17 萬元。

5 結語

屯蘭選煤廠針對225 原煤帶式輸送機原煤運輸實際使用率不高的問題，對主驅動電機、減速機、滾筒、耦合器四方面進行了節能降耗優化改造研究。實踐應用效果理想，延長了帶式輸送機易損件的使用壽命，降低帶面和滾筒的維護成本，節約了電能成本。