淺談煤礦設(shè)備帶式輸送機(jī)變頻器的節(jié)能問(wèn)題

韓艷霞

摘 要：在煤礦中，帶式輸送機(jī)的使用是非常普遍的，它是我國(guó)煤礦企業(yè)當(dāng)中運(yùn)輸煤炭的重要設(shè)備。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、技術(shù)的革新，煤礦設(shè)備的自動(dòng)化進(jìn)一步提高，原有的帶式輸送機(jī)已經(jīng)不能滿(mǎn)足煤礦發(fā)展的需要。就我國(guó)煤礦帶式輸送機(jī)變頻器的技術(shù)研究提出了新的觀(guān)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：煤礦設(shè)備；帶式輸送機(jī)；變頻器；節(jié)能要求

中圖分類(lèi)號(hào)：TD528.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.094

目前在我國(guó)的煤礦企業(yè)當(dāng)中，最重要的設(shè)備就是帶式輸送機(jī)，其在煤炭的運(yùn)輸過(guò)程中起著非常重要的作用，但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和節(jié)能減排口號(hào)的提出，舊型號(hào)的帶式輸送機(jī)已經(jīng)不能滿(mǎn)足國(guó)家相關(guān)的需求。我國(guó)煤礦斜井中煤炭的運(yùn)輸采用皮帶傳輸，煤礦的產(chǎn)品產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益都與帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力和效率息息相關(guān)，目前我國(guó)的煤礦皮帶傳輸系統(tǒng)一般都是采用調(diào)級(jí)傳輸?shù)姆绞?，也就是串?jí)調(diào)速模式，這種模式雖然在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中能夠滿(mǎn)足基本的調(diào)速要求，但是其電量消耗較大，功率因數(shù)較低，而且可靠性也不高，不能充分發(fā)揮出帶式輸送機(jī)的效能。

1 變頻器的作用

變頻器的作用主要有：①實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)和軟停車(chē)。使用變頻器驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)的時(shí)候，電機(jī)的啟動(dòng)帶動(dòng)皮帶的啟動(dòng)，由于加了變頻器后啟動(dòng)成為一個(gè)過(guò)程，因此實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)與停車(chē)的緩沖，減小了皮帶的拉伸力，也減小了對(duì)皮帶的磨損。②使帶式輸送機(jī)的功率更加平穩(wěn)，保證電機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)，而且變頻器的軟啟動(dòng)和軟停車(chē)對(duì)皮帶形成了一個(gè)很好的保護(hù)作用，減少了帶式輸送機(jī)的維護(hù)次數(shù)，增加了帶式輸送機(jī)的使用壽命，因此具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。③沒(méi)有變頻器的情況下，輸送帶有時(shí)候滿(mǎn)載，有時(shí)候空載。在空載的時(shí)候會(huì)浪費(fèi)功率；而在滿(mǎn)載作用下，功率不能滿(mǎn)足要求時(shí)，會(huì)給帶式輸送機(jī)帶來(lái)嚴(yán)重的消耗，因此采用變頻器可以避免不必要的功率浪費(fèi)。

2 變頻器的優(yōu)點(diǎn)

帶式輸送機(jī)加裝變頻器后，其生產(chǎn)運(yùn)行有以下優(yōu)點(diǎn)：①運(yùn)行當(dāng)中更加穩(wěn)定，變頻器可以?xún)?yōu)化設(shè)備的啟動(dòng)和停止，因此能很好地維護(hù)設(shè)備。②帶式輸送機(jī)不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)榫植哭D(zhuǎn)矩較大而造成的皮帶斷裂以及力傳導(dǎo)不均使皮帶兩側(cè)快慢不一而造成的材料堆積。③帶式輸送機(jī)一般使用液力耦合器，液力耦合器有維護(hù)量大、耗能大和二次成本高等問(wèn)題，不能滿(mǎn)足節(jié)能減排的要求，而且當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候，設(shè)備只能停止運(yùn)作，這樣會(huì)給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失和成本浪費(fèi)，而且通過(guò)液壓油進(jìn)行功率的傳遞也有較大的消耗。在研究當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，變頻器能很好地解決上述的問(wèn)題，減少帶式輸送機(jī)的磨損與損耗，起到了節(jié)能環(huán)保的作用。

3 變頻器的節(jié)能要求

為了優(yōu)化帶式輸送機(jī)的功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)的維護(hù)，我們應(yīng)對(duì)變頻器進(jìn)行一系列的調(diào)整，將滿(mǎn)足要求的變頻器應(yīng)用到相關(guān)的設(shè)備上來(lái)。

首先應(yīng)當(dāng)考慮的就是變頻器的性能。一般考慮變頻器的技術(shù)指標(biāo)，啟動(dòng)的轉(zhuǎn)矩應(yīng)當(dāng)達(dá)到普通變頻器的2倍以上，這樣才能起到更好的帶動(dòng)作用。另外，加速與減速的過(guò)程要平穩(wěn)，不會(huì)出現(xiàn)急停急動(dòng)的現(xiàn)象，達(dá)到設(shè)備的正常使用需求；運(yùn)行的速度曲線(xiàn)最好是“S”形，在使用變頻器的同時(shí)，還要有完善的自動(dòng)化控制功能，這樣可以保持帶式輸送機(jī)運(yùn)行的正常維護(hù)與記錄，同時(shí)還可以解決能量的回饋問(wèn)題。

其次要考慮變頻器的散熱功能。一般的變頻器都是使用冷水與熱水的循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的散熱，但是由于煤礦傳送系統(tǒng)有防爆的要求，因此循環(huán)只能在防爆系統(tǒng)的內(nèi)部進(jìn)行，不能起到良好的散熱效果。在變頻器的性能問(wèn)題上，應(yīng)當(dāng)更多地考慮變頻器的散熱功能，以保證系統(tǒng)的正常工作溫度。

最后是變頻器的電磁兼容性能。帶式輸送機(jī)通常都是用于地下煤礦往地面上的輸送，工作環(huán)境非常惡劣，一般的變頻器在這樣的工作環(huán)境下很容易受到環(huán)境的干擾，而且輸入和輸出的電壓與電流當(dāng)中有高次諧波。高次諧波的振動(dòng)可能會(huì)引起電氣系統(tǒng)的電磁感應(yīng)，引起環(huán)境事故，因此應(yīng)當(dāng)采用電磁兼容性能更好的變頻器來(lái)滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的需求。

4 變頻器節(jié)能應(yīng)該注意的問(wèn)題

由于帶式輸送機(jī)使用環(huán)境的特殊性，在使用當(dāng)中，有可能會(huì)遇到一些問(wèn)題，這些問(wèn)題需要格外注意，比如電磁干擾的問(wèn)題、電源出現(xiàn)異常、電磁震蕩產(chǎn)生高次波、電動(dòng)機(jī)的溫度過(guò)高以及振動(dòng)等。電磁干擾的產(chǎn)生主要是由于變頻器在工作環(huán)境當(dāng)中受到電磁輻射等干擾，導(dǎo)致變頻器工作異常。電源異常經(jīng)常發(fā)生在變頻器的使用過(guò)程當(dāng)中，表現(xiàn)為電源電壓過(guò)高或過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致變頻器工作的異常。溫度過(guò)熱是指變頻器在低速運(yùn)行的條件下，由于運(yùn)轉(zhuǎn)較慢導(dǎo)致散熱較差、冷卻能力下降，從而使得電機(jī)過(guò)熱。同時(shí)，如果電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度達(dá)到系統(tǒng)的共振頻率會(huì)引起電機(jī)與系統(tǒng)的共振，就會(huì)損害帶式輸送機(jī)系統(tǒng)。

比如，某煤礦企業(yè)采用的煤礦帶式輸送機(jī)的額定功率為 1 200 kW·h，在正常的使用情況之下，每天的電量消耗為 24 480 kW·h，在帶式輸送機(jī)上采用了變頻器之后，每天的電量消耗為17 136 kW·h，每天節(jié)省的電量將近30%，每年節(jié)約的成本達(dá)166萬(wàn)左右。而且除此之外，變頻器在煤礦帶式輸送機(jī)功率上的節(jié)能效果非常好。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于我國(guó)是煤炭大國(guó)，之前的發(fā)展模式不注重節(jié)約，因此帶式輸送機(jī)的功率以及維護(hù)使用上均存在不少問(wèn)題，隨著我國(guó)節(jié)能節(jié)約口號(hào)的提出，節(jié)能理念開(kāi)始深入人心，成為我們最關(guān)注的課題之一。煤礦每年的浪費(fèi)是非常驚人的，因此，走科學(xué)發(fā)展的道路，有效地控制資源浪費(fèi)是我們追求的目標(biāo)。本文就帶式輸送機(jī)變頻器的使用及優(yōu)化問(wèn)題提出了一些意見(jiàn)，希望能夠起到拋磚引玉的作用，為煤礦節(jié)能提供一些借鑒。

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〔編輯：王霞〕