湯守義（開灤集團(tuán)公司錢家營礦業(yè)分公司，河北唐山 063000）

淺析煤礦設(shè)備皮帶機(jī)變頻器的節(jié)能問題

湯守義
（開灤集團(tuán)公司錢家營礦業(yè)分公司，河北唐山 063000）

皮帶機(jī)是煤礦設(shè)備中關(guān)鍵的設(shè)施，隨著國家環(huán)保和節(jié)能意識的增強(qiáng)，原先的皮帶機(jī)已經(jīng)不能適應(yīng)煤礦企業(yè)發(fā)展需求，只有不斷進(jìn)技術(shù)并進(jìn)行新方法研究，才能促進(jìn)煤炭企業(yè)的發(fā)展。變頻器是一種可以保證煤礦皮帶的順利運行，提升皮帶機(jī)的運行效率的儀器，將其應(yīng)用到皮帶機(jī)中，可以取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。本文主要對煤炭設(shè)備皮帶機(jī)變頻節(jié)能問題進(jìn)行研究，結(jié)合煤礦企業(yè)實際生產(chǎn)狀況，對皮帶機(jī)變頻器的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了探討，希望可以給煤礦企業(yè)的發(fā)展提供借鑒。

煤礦 皮帶機(jī) 變頻器 節(jié)能技術(shù)

皮帶機(jī)是目前煤礦企業(yè)生產(chǎn)中傳輸煤量的主要方式，對產(chǎn)煤量和產(chǎn)煤效率具有直接影響。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段很多煤礦皮帶生產(chǎn)傳輸較常用調(diào)級方式。雖然此種模式也能滿足廣大煤礦的生產(chǎn)需求，但是此種方式具有運行耗能高、可靠性低等弊端，無法發(fā)揮出皮帶機(jī)的最佳性能。隨著節(jié)能減排口號的提出，原先的輸送技術(shù)已經(jīng)不能滿足國家需求。

1 變頻器對皮帶機(jī)的作用

（1）可以實現(xiàn)軟啟動和軟停車。由于皮帶啟動由電機(jī)帶動，所以變頻器驅(qū)動皮帶機(jī)時，皮帶也隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動緩慢運行，內(nèi)部能量可以緩慢釋放，不會對皮帶產(chǎn)生任何不利影響，可以順利完成軟啟動和軟停車。（2）降低了皮帶強(qiáng)度要求。在變頻器的作用下，可以對皮帶啟動時間調(diào)節(jié)，不會出現(xiàn)突然啟動，對皮帶產(chǎn)生的損壞小，強(qiáng)度要求也會降低。（3）可以減少設(shè)備維護(hù)。利用變頻器可以讓設(shè)備壽命轉(zhuǎn)化為和變頻器壽命，在啟動后具有強(qiáng)大的緩沖效果，減少了設(shè)備維護(hù)次數(shù)，降低了能耗，延長了設(shè)備使用壽命。第四，平衡了功率。雙筒滾筒驅(qū)動和單筒驅(qū)動是煤礦作業(yè)皮帶機(jī)的主要方式，通過變頻器可以平衡功率實現(xiàn)電機(jī)同步運行。第五，符合節(jié)能環(huán)保要求。由于煤礦生產(chǎn)并不是滿載運行的，經(jīng)常會出現(xiàn)輕載和空載，增加了能量耗費，所以必須利用變頻技術(shù)減少功率浪費。

2 進(jìn)行煤礦皮帶機(jī)頻頻器主要技術(shù)比較

變頻器皮帶機(jī)使用后，不僅提升了煤礦圣餐效率，還保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，符合節(jié)能環(huán)保要求。發(fā)生的主要變化是：皮帶機(jī)變頻器使用后，不會出現(xiàn)因傳導(dǎo)力不均勻、轉(zhuǎn)矩過大和物料堆積在皮帶機(jī)底部等問題，減少了電能耗能，解決了生產(chǎn)不流暢等問題。皮帶機(jī)啟動后，由于啟動速度較快，經(jīng)常會產(chǎn)生設(shè)備沖擊力較大和皮帶斷裂等問題。使用變頻器后，通過變頻器的調(diào)節(jié)，可以保證皮帶機(jī)緩慢啟動，避免了上述問題的發(fā)生。從皮帶機(jī)方面分析，由于皮帶機(jī)液力耦合器本身具有耗能大、成本高和維護(hù)量大的等問題，所以不能滿足經(jīng)濟(jì)環(huán)保需求，而且發(fā)生故障后，設(shè)備會停止運行，嚴(yán)重影響了煤礦作業(yè)的生產(chǎn)。以上所有問題的出現(xiàn)，都可以借助變頻皮帶機(jī)解決上述問題，不僅降低了皮帶機(jī)的磨損，而且符合節(jié)能環(huán)保需求。啟動防爆軟啟動模式后，雖然皮帶機(jī)空載運行時，可以平穩(wěn)運行，降低了沖擊，延長了設(shè)備使用壽命，但是重載時，會發(fā)生嚴(yán)重的跳閘問題，對皮帶機(jī)運行產(chǎn)生了嚴(yán)重?fù)p害。

3 煤礦皮帶變頻器對環(huán)保節(jié)能的要求

由于很多皮帶機(jī)并不能直接應(yīng)用變頻器，所以必須對變頻器進(jìn)行如下調(diào)節(jié)，滿足以下要求后再進(jìn)行使用。

3.1 變頻器基礎(chǔ)指標(biāo)要求高

啟動變頻器后，轉(zhuǎn)矩必須保證達(dá)到原先轉(zhuǎn)矩的兩倍以上，加速過程必須穩(wěn)定進(jìn)行，運行速度曲線最好控制成“S”型，同時進(jìn)行數(shù)字自動化控制，完成四象限運行，及時解決能量回饋問題。

3.2 增加散熱功能要求

原先很多變頻器都利用冷水系統(tǒng)和冷風(fēng)進(jìn)行散熱。由于煤礦變頻皮帶機(jī)對防爆具有嚴(yán)格要求，所有變頻器都必須在防爆范圍內(nèi)工作，所以之前使用的散熱方式不能符合變頻器皮帶機(jī)要求，冷風(fēng)降溫效果不明顯，必須積極進(jìn)行變頻器調(diào)整，提高散熱。

3.3 突出變頻器的電磁兼容性

煤礦皮帶機(jī)變頻器經(jīng)常在煤礦井下作業(yè)，由于煤礦井下環(huán)境特別惡劣，所以進(jìn)行工作時，很多變頻器都會受到環(huán)境影響。而且皮帶變頻器進(jìn)行工作時，經(jīng)常會受到嗎、輸出電壓和電流中高次諧波的影響，對變頻器及周圍電氣設(shè)備的正常運行造成了很大影響，不能保證周圍電氣設(shè)施的安全。

4 礦皮帶機(jī)變頻器節(jié)能應(yīng)用中應(yīng)該注意的問題

4.1 煤礦皮帶機(jī)變頻器應(yīng)用中的問題

使用皮帶機(jī)變頻器的時候，經(jīng)常會受到電磁干擾、電動機(jī)溫度較高、震動、高次諧波等多種問題的影響，對皮帶機(jī)變頻器的正常工作造成了影響。電源異常表示使用變頻器的時候，如果供電電源不穩(wěn)定，就會讓變頻器在低壓狀態(tài)下運行，影響了皮帶機(jī)的正常作業(yè)。產(chǎn)生電磁干擾的主要原因是變頻器在井下工作的環(huán)境較惡劣，在電磁輻射的影響下產(chǎn)生電磁干擾，然后引起變頻器錯誤啟動。震動主要由機(jī)械系統(tǒng)和電機(jī)脈動轉(zhuǎn)矩共振產(chǎn)生，容易對機(jī)器產(chǎn)生機(jī)械損傷。和變頻器在運行時會產(chǎn)生高次諧波，在高次諧波的作用下，會對變頻器周圍電氣設(shè)備產(chǎn)生作用，發(fā)生設(shè)備故障。產(chǎn)生溫度過熱的主要原因是變頻器低速運行時，冷卻能力發(fā)生下降產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。

4.2 變頻器產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

將額定功率是1200kw·h的煤礦皮帶機(jī)作為研究。此機(jī)器在正常狀態(tài)下，每天耗費電能是24480kw·h，使用變頻器之后，皮帶機(jī)每天耗電量為17134kwh，降低了30%左右的耗能，如果按每讀電0.6元計算，每年可以節(jié)約160萬元。節(jié)省的總資金主要包括維修、皮帶損耗等方面的花費。所以可以看出，變頻器對煤礦皮帶具有明顯的節(jié)能效果。

5 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源耗費量不斷增加，節(jié)能環(huán)保問題已經(jīng)成為人們探討的主要話題。由于煤礦企業(yè)是我國資源耗費的主要組成部分，所以必須對其進(jìn)行控制，減少能源浪費，向可持續(xù)發(fā)展方向發(fā)展。本文主要從煤礦生產(chǎn)中皮帶機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)方面進(jìn)行分析，根據(jù)生產(chǎn)中存在的實際問題，針對性的提出一些節(jié)能方法，同時對煤礦設(shè)備皮帶機(jī)變頻器應(yīng)用中應(yīng)該滿足的條件和注意問題進(jìn)行的介紹。希望本文分析可以給煤礦皮帶機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)的研究提供參考，帶動我們煤礦企業(yè)向節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。

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湯守義（1980—），男，河北唐山人，本科，畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)，機(jī)電工程師，研究方向：電氣。