煤礦皮帶機(jī)變頻器節(jié)能及實(shí)現(xiàn)途徑研究

李飛飛

（山西潞安集團(tuán)蒲縣伊田煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 041204）

1 煤礦皮帶機(jī)中變頻器的節(jié)能作用

1.1 實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和軟停車(chē)

煤炭在運(yùn)送過(guò)程中，皮帶機(jī)內(nèi)的變頻器工作初期要應(yīng)用驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)。皮帶啟動(dòng)目的無(wú)法自行達(dá)成，需電機(jī)輔助。電機(jī)啟動(dòng)初期運(yùn)行速度相對(duì)較慢，推動(dòng)了皮帶啟動(dòng)進(jìn)程，皮帶在啟動(dòng)的過(guò)程中會(huì)緩慢釋放能量，故此盡管啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)生成部分張力，但是極為輕微，甚至不會(huì)對(duì)個(gè)體設(shè)備造成傷害。停車(chē)環(huán)節(jié)減速也是這個(gè)道理，減速環(huán)節(jié)中先停止發(fā)動(dòng)機(jī)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)由快減慢，皮帶運(yùn)行速度也有所降低。變頻器在煤礦皮帶機(jī)中的應(yīng)用使機(jī)械設(shè)備不會(huì)因?yàn)橐馔馔＼?chē)而對(duì)皮帶結(jié)構(gòu)完整性造成損傷[1]。例如，伊田煤業(yè)公司應(yīng)用ZJT-160/660型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置作為帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（見(jiàn)圖1），在技術(shù)上體現(xiàn)一定前瞻性與高端性，并且在節(jié)能方面發(fā)揮的作用極為顯著。

1.2 有效降低對(duì)皮帶的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)

變頻器安裝進(jìn)皮帶機(jī)后，可以自動(dòng)整改啟動(dòng)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)間的有效管控，以防皮帶機(jī)突然啟動(dòng)。皮帶機(jī)中安裝變頻器后，對(duì)皮帶質(zhì)量提出的標(biāo)準(zhǔn)就相應(yīng)降低。

1.3 強(qiáng)化功率平衡性

煤礦皮帶機(jī)可以應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)手段是多樣的，最常用的驅(qū)動(dòng)設(shè)備為單筒滾筒驅(qū)動(dòng)和雙筒滾筒驅(qū)動(dòng)兩種，繼而對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)整，促使皮帶與電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度一致，保障了機(jī)電運(yùn)行的平穩(wěn)性。

2 變頻器在煤礦皮帶機(jī)上的應(yīng)用

煤礦皮帶機(jī)變頻器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，受到外界因素的影響，運(yùn)行效率會(huì)受到一定影響，常見(jiàn)的有電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高、電磁波擾亂、諧波頻率太高等[2]。上述問(wèn)題的存在，不僅會(huì)對(duì)變頻器工作運(yùn)行效率造成負(fù)面影響，也會(huì)對(duì)皮帶結(jié)構(gòu)完整性造成損傷，煤礦皮帶機(jī)正常運(yùn)行受阻。

比如額定功率500 kW的煤礦皮帶機(jī)不設(shè)置變頻器的時(shí)候，煤炭消耗電能量為9 470 kWh。應(yīng)用變頻器以后，煤炭消耗的電量為6 147 kWh。由此可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用變頻器后能夠大幅度降低電能耗損量。

圖1 ZJT-160/660型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置圖

3 煤礦皮帶機(jī)變頻節(jié)能改造措施

3.1 確保相關(guān)技術(shù)控制的全面性

對(duì)于現(xiàn)代自動(dòng)化控制的煤礦皮帶機(jī)而言，運(yùn)行重點(diǎn)在維護(hù)煤礦企業(yè)產(chǎn)能與產(chǎn)業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的高效性方面上，此時(shí)主動(dòng)采用全面性技術(shù)對(duì)其進(jìn)行管控是極為必要的。煤礦企業(yè)在選用變頻器過(guò)程中，較高規(guī)格的變頻器通常是首選，借此途徑達(dá)到維護(hù)確保變頻器與皮帶機(jī)運(yùn)行模式相匹配的目標(biāo)。故此只有高度重視變頻器自體的質(zhì)量，才能有效規(guī)避變頻器運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的缺點(diǎn)或隱患，變頻器與皮帶機(jī)運(yùn)行的安全性均有不同程度的保障[3]。煤礦企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格遵照現(xiàn)行的技術(shù)程序與準(zhǔn)則去達(dá)到對(duì)皮帶機(jī)運(yùn)行狀況有效管控的目的，最終維護(hù)與強(qiáng)化皮帶機(jī)在傳送物料進(jìn)程的安穩(wěn)性與高效性。和傳統(tǒng)類(lèi)型的變頻器相比較，自動(dòng)化變頻器應(yīng)當(dāng)管控在雙倍或者更大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，只有在滿(mǎn)足特殊啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩規(guī)范的情況下，才會(huì)更好地維護(hù)皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的順暢性。例如西門(mén)子變頻器MM430，能夠?qū)ζн\(yùn)轉(zhuǎn)安穩(wěn)性與靈活性進(jìn)行有效控制，并且在欠壓與過(guò)壓的情景下，達(dá)到對(duì)皮帶機(jī)設(shè)備性能有效維護(hù)的目標(biāo)。

3.2 快速實(shí)現(xiàn)散熱性能

煤礦企業(yè)與其他領(lǐng)域的工作條件相比較，井下作業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣。這主要是因?yàn)榫路蹓m過(guò)度，通風(fēng)條件較差。在井下作業(yè)特殊環(huán)境作用下，煤礦企業(yè)選用的皮帶機(jī)務(wù)必滿(mǎn)足現(xiàn)行的技術(shù)指標(biāo)，這樣才可能符合更高的防爆與散熱標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，技術(shù)人員總會(huì)將變頻器安置在防爆腔的內(nèi)部，這類(lèi)應(yīng)用形式體現(xiàn)出變頻散熱的功效。若煤礦井下選用普通性能的冷水冷風(fēng)散熱裝備，那么皮帶機(jī)就很難適應(yīng)井下較為惡劣的環(huán)境進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。面對(duì)目前煤礦企業(yè)井下變頻散熱條件應(yīng)進(jìn)行整體改進(jìn)，煤炭企業(yè)應(yīng)專(zhuān)致于創(chuàng)新變頻裝置的散熱流程上，只有整體創(chuàng)新改造，才能確保從根源上規(guī)避能源耗損量過(guò)高的現(xiàn)象，這樣皮帶機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中熱能就可以及時(shí)散發(fā)。

3.3 提升電磁兼容性

總結(jié)長(zhǎng)期的井下實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)煤礦變頻器和皮帶機(jī)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中均承受高次諧波、電磁輻射或者電壓波動(dòng)帶來(lái)的沖擊。在多樣因素的侵?jǐn)_下，變頻器自身也可能帶有高次諧波。具體體現(xiàn)在輸出或者輸入電壓環(huán)節(jié)中，變頻器將擾亂周邊環(huán)境質(zhì)量。面對(duì)井下運(yùn)轉(zhuǎn)的皮帶機(jī)變頻器，應(yīng)不斷強(qiáng)化其抵抗外界多變環(huán)境干擾的能力，對(duì)變頻器自體的電磁兼容性給予高度重視，整體提升。只有在裝置自身電磁兼容性有所保障的基礎(chǔ)上，才能夠從源頭上防控過(guò)于頻繁的電磁擾亂，在維持變頻器節(jié)能功效的基礎(chǔ)上將故障隱患扼殺在萌芽狀態(tài)中。

4 結(jié)語(yǔ)

煤炭始終是推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步的重要資源，但煤炭資源浪費(fèi)現(xiàn)象日益嚴(yán)重。故此，采用有效辦法降低煤炭資源耗損和踐行可持續(xù)發(fā)展的路線(xiàn)，是現(xiàn)代煤炭企業(yè)的第一要?jiǎng)?wù)。煤炭企業(yè)應(yīng)加大對(duì)變頻器在煤礦皮帶機(jī)中的應(yīng)用，并在應(yīng)用過(guò)程中不斷改進(jìn)與優(yōu)化其性能，從而提高煤炭加工中煤炭的利用率。

[1] 王建華.變頻技術(shù)在煤礦皮帶機(jī)改造中的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)，2014（7）：50.

[2] 孫啟武.合康BPJ防爆變頻器在皮帶機(jī)上的主從同步應(yīng)用[J].國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)，2015，18（6）：47-48.

[3] 孫啟武.合康BPJ防爆變頻器在皮帶機(jī)上的主從同步應(yīng)用[J].變頻器世界，2016（1）：103-105.