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        煤礦用刮板輸送機(jī)變頻技術(shù)的應(yīng)用

        2016-12-26 16:07:26劉建偉
        現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè) 2016年26期
        關(guān)鍵詞:刮板輸送機(jī)變頻技術(shù)

        劉建偉

        摘 要:刮板輸送機(jī)是綜采工作面的主要設(shè)備之一,隨著國(guó)家對(duì)煤礦高產(chǎn)、高效、節(jié)能要求的不斷提高,傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式已滿足不了新的要求。近兩年,越來(lái)越多的大功率刮板輸送機(jī)配備了變頻器傳動(dòng)。通過(guò)對(duì)大功率刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)、運(yùn)行特性的分析,總結(jié)出刮板機(jī)變頻技術(shù)實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù),并對(duì)變頻器驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析,提出了較為合理的變頻選配方案。

        關(guān)鍵詞:刮板輸送機(jī);轉(zhuǎn)矩特性;變頻技術(shù);選配方案

        中圖分類(lèi)號(hào):TB

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        doi:10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.152

        1 概述

        目前,國(guó)內(nèi)外礦用大功率刮板輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式為電機(jī)+減速器,一般采用機(jī)頭、機(jī)尾雙動(dòng)力部驅(qū)動(dòng),通過(guò)鏈輪及其之間的鏈條連接,周復(fù)向機(jī)頭方向運(yùn)動(dòng),把采煤機(jī)切割的煤炭運(yùn)送到指定地方,通過(guò)膠帶機(jī)等設(shè)備最終實(shí)現(xiàn)煤炭的轉(zhuǎn)移目的。隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的不斷增大,為適應(yīng)其重載軟起動(dòng)特性通常配備液力偶合器、軟起動(dòng)器等。近兩年隨著中壓變頻技術(shù)在刮板輸送機(jī)中的應(yīng)用,一種更為適合刮板輸送機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)方式逐漸替代了傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式。

        2 刮板輸送機(jī)機(jī)械特性分析

        刮板輸送機(jī)通過(guò)鏈條的運(yùn)動(dòng)將負(fù)載恒速運(yùn)送至指定位置,其負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小一定程度上決定于其負(fù)載的大小,所以其整體上屬于摩擦性負(fù)載特性,但是又由于其通過(guò)鏈條連接,鏈條具備一定的彈性效能,在起動(dòng)時(shí)和負(fù)載突變時(shí)具有一定的彈性負(fù)載特性。刮板輸送機(jī)負(fù)載特性決定了其為恒轉(zhuǎn)矩特性。

        刮板輸送機(jī)在整個(gè)采煤工藝設(shè)備的最前端,根據(jù)通用選配余量功率從末端到前端逐級(jí)放大原則,刮板輸送機(jī)在配置上有很大的富余量。刮板輸送機(jī)運(yùn)行中由于片幫、刮卡等因素影響,導(dǎo)致負(fù)載突然變大,在采、運(yùn)煤過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到緊急停機(jī),從而導(dǎo)致頻繁重載起動(dòng),為了滿足以上兩點(diǎn)要求,刮板輸送機(jī)也需要很大功率的選配余量。

        以某井礦選配2×1000kW刮板輸送機(jī)(配置變頻器)為例。凌晨正常生產(chǎn)時(shí)候,對(duì)其機(jī)頭、機(jī)尾驅(qū)動(dòng)部電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄,在大部分時(shí)間內(nèi),驅(qū)動(dòng)電機(jī)在額定功率一半以下運(yùn)行,從而證明了刮板輸送機(jī)功率富余量很大。

        輸送機(jī)的配置富余量大小主要取決于其特殊的負(fù)載性質(zhì)及驅(qū)動(dòng)需求。由于片幫或者刮卡等因素,導(dǎo)致負(fù)載突然變大,這時(shí)就需要配置較大富余量的驅(qū)動(dòng)部電機(jī);另一個(gè)原因就是滿足重載起動(dòng)的需求。

        當(dāng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到其額定值的1.5倍時(shí)候起動(dòng)失敗。同樣負(fù)載情況下雙機(jī)起動(dòng)成功,如果壓溜煤長(zhǎng)度再增加,起動(dòng)時(shí)候負(fù)載可能會(huì)更大?;谥剌d起動(dòng)的因素,配置電機(jī)的容量也需要很大。

        3 刮板輸送機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)分析

        3.1 滿足重載軟起動(dòng)要求

        傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)解決重載起動(dòng),通常采用配置富余量很大的電機(jī)、雙速電機(jī)、配置液力偶合器、電氣軟起動(dòng)器等方式。

        從礦井的使用情況來(lái)看,隨著功率配置的不斷增大,以上起動(dòng)方式雖能在一定程度上解決重載起動(dòng)問(wèn)題,但應(yīng)用效果不理想,且造成了資源配置過(guò)大的浪費(fèi),并且以上起動(dòng)方式受井下電源容量限制。采用雙電機(jī)錯(cuò)峰起動(dòng)方式,這也相當(dāng)于減少了一半的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。從變頻應(yīng)用上來(lái)看,變頻驅(qū)動(dòng)很好的解決了刮板輸送機(jī)重載問(wèn)題,且起動(dòng)時(shí)長(zhǎng)可以人為控制,起動(dòng)平滑性幾乎完美。

        3.2 機(jī)頭機(jī)尾驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率協(xié)調(diào)

        傳統(tǒng)的刮板輸送機(jī)拖動(dòng)方式,很難做到功率的協(xié)調(diào),變頻驅(qū)動(dòng)不管在起動(dòng)過(guò)程中還是在運(yùn)行中,雙機(jī)很好的做到了功率的互相協(xié)調(diào)。事實(shí)證明采用功率協(xié)調(diào)可以使得頭部和尾部的多臺(tái)電機(jī)間隨負(fù)載變化準(zhǔn)確地分配功率,不會(huì)使得一臺(tái)電機(jī)過(guò)多或者過(guò)少承擔(dān)功率,功率協(xié)調(diào)能夠很大程度上延長(zhǎng)設(shè)備傳動(dòng)部及關(guān)鍵部件的壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì),通過(guò)變頻驅(qū)動(dòng)的刮板輸送機(jī)關(guān)鍵部件的壽命延長(zhǎng)為原來(lái)的1.5倍甚至更高。

        3.3 節(jié)能降耗

        應(yīng)用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就在于其節(jié)能降耗特性,主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:

        (1)提高傳動(dòng)效率,變頻傳動(dòng)減少了機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié),傳動(dòng)效率可以達(dá)到96%以上,而與之對(duì)應(yīng)的液力偶合器傳動(dòng),傳動(dòng)效率小于90%。

        (2)通過(guò)變頻調(diào)速運(yùn)行,調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)矩滿足負(fù)載需求,使電機(jī)始終運(yùn)行在最優(yōu)效能。提高了設(shè)備的功率因數(shù),電機(jī)的額定負(fù)載功率因數(shù)可以達(dá)到95%以上,而刮板輸送機(jī)配置電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)候負(fù)載不足一半,功率因數(shù)為60%以下,一定程度上造成了能量的浪費(fèi)。采用變頻驅(qū)動(dòng),能夠根據(jù)負(fù)載的大小及時(shí)調(diào)整電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)的功率因數(shù)始終達(dá)到95%以上,從而減少無(wú)功做功,起到了節(jié)能降耗的效果。

        (3)通過(guò)調(diào)速減少了設(shè)備的回轉(zhuǎn)運(yùn)行里程,相當(dāng)于減少了設(shè)備磨損,延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命,提高了設(shè)備的利用率,降低了設(shè)備成本,間接的起到了節(jié)能降耗左右。

        4 刮板輸送機(jī)變頻選配方案

        變頻器在刮板輸送機(jī)中的應(yīng)用日趨頻繁,目前井下應(yīng)用的刮板輸送機(jī)變頻器機(jī)芯以ABB、西門(mén)子等國(guó)外品牌為主,輸出3300V電壓等級(jí)容量的有800kW、1000kW、1250kW、1400kW、1600kW、2200kW等。但在配套選配變頻器容量時(shí),出現(xiàn)了相對(duì)混亂的狀態(tài),比如1000kW拖動(dòng)電機(jī),在煤礦井下配置變頻器時(shí),出現(xiàn)配置1000kW、1250kW、1600kW等多種配置形式,配置過(guò)小導(dǎo)致了井下應(yīng)用時(shí)候出現(xiàn)重載起動(dòng)困難、壓溜等問(wèn)題,配置過(guò)大造成了資源的浪費(fèi)及設(shè)備資金投入的過(guò)大等。

        目前煤安部門(mén)沒(méi)有對(duì)刮板輸送機(jī)變頻器容量做特殊規(guī)定,在認(rèn)證時(shí)候能夠達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)即可,也由于不同廠家、不同規(guī)格型號(hào)的變頻器機(jī)芯其內(nèi)部參數(shù)過(guò)載參數(shù)調(diào)整的不一樣,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)困難。但是針對(duì)大多數(shù)變頻器基本能達(dá)到零速滿轉(zhuǎn)矩的要求。根據(jù)以往配置井下應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),結(jié)合刮板輸送機(jī)特殊負(fù)載性質(zhì),給出的最終配置如表1。

        5 結(jié)論

        刮板輸送機(jī)變頻拖動(dòng)技術(shù)的成功應(yīng)用,表明了一種新的刮板輸送機(jī)拖動(dòng)方式的興起,在應(yīng)用中變頻拖動(dòng)良好的重載軟起功能、極好的功率協(xié)調(diào)功能、優(yōu)越的調(diào)速性能和高可靠性低維護(hù)的特性,決定了變頻拖動(dòng)技術(shù)將成為刮板輸送機(jī)拖動(dòng)的必然趨勢(shì)。

        本文從刮板輸送機(jī)負(fù)載特性分析入手,通過(guò)大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),結(jié)合媒礦刮板機(jī)變頻拖動(dòng)經(jīng)驗(yàn),給出了較為合理的變頻選配方案,希望在以后的刮板輸送機(jī)變頻配置及井下應(yīng)用時(shí)候具有一定的參考價(jià)值。

        參考文獻(xiàn)

        [1]馮國(guó)營(yíng).礦山刮板輸送機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用分析.中國(guó)礦業(yè),2008,(5).

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        [3]B V1400/3300變頻器說(shuō)明書(shū)[Z].

        [4]SKZ-2200煤礦成套智能控制輸送系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)[Z].

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