杜政委

（山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)臺頭前灣煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 042103）

引言

臺頭前灣煤業(yè)自開始投資運(yùn)營之后，通過不斷的技術(shù)改造和創(chuàng)新，其生產(chǎn)能力已經(jīng)有了顯著的提高，每年的產(chǎn)出能力都在百萬噸級別。當(dāng)前礦井的主要輸煤方式是通過輸送帶來進(jìn)行，截止到2016年12月末，礦井下面大約有40多部輸送機(jī)，而且礦井的左右運(yùn)輸長度在25000 m左右。隨著煤田的不斷開采和延伸，帶式輸送機(jī)的應(yīng)用范圍將會越來越廣泛，與此同時煤礦開采深度的延伸，也使煤炭的運(yùn)輸距離逐漸增加，而且所面臨的開采運(yùn)輸環(huán)境也愈加復(fù)雜。所以，能否保證輸送機(jī)的高效安全，成為采礦行業(yè)急需解決的一個課題。

1 提出問題

臺頭前灣煤業(yè)某礦井下面的南郊帶巷第三部輸送機(jī)，他是向南翼輸送煤炭的主要傳輸機(jī)，輸送量為每小時1500 t，提升高度為12 m，距離為750 m，傾斜角為0～12°。其膠帶為PVG10000F型號的阻止燃燒型膠帶，膠帶機(jī)的型號是DSJ25/200。與其相配的電機(jī)型號是YBS-165BL（2×165 kW）。他的技術(shù)參數(shù)是：BED-50/6型號的閘瓦制動器；SSX300/200-25B（i=25）的減速機(jī)；DYL-03-5/6 型號的自動液力拉緊裝置；KYBJ-M型號的綜合保護(hù)；Ф600 mm×1（機(jī)尾）規(guī)格的拉緊裝置；Ф625 mm×1500 mm規(guī)格的卸載滾筒[1]。

帶式輸送機(jī)原本是有2臺165 kW的電機(jī)，直接按照次序進(jìn)行啟動，其啟動性能不是很好，而且重載起車也不是很容易，除此之外其輸送速度一般在3.0/s，速度相對保守。因?yàn)殡姍C(jī)的功率較大，在啟動時會產(chǎn)生強(qiáng)力的電流沖擊，對設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和生產(chǎn)都會產(chǎn)生極大影響。

2 方案改造

常規(guī)的輸送機(jī)控制開關(guān)，是通過移動變電站負(fù)荷兩側(cè)的開關(guān)，對輸送機(jī)進(jìn)行控制，啟動器的開關(guān)會對輸送機(jī)進(jìn)行直接的控制，或是開始，或是關(guān)閉，但是在控制過程中會產(chǎn)生強(qiáng)力的電流沖擊，進(jìn)而對相關(guān)的設(shè)備造成一定額損害；通過對其進(jìn)行設(shè)計改造，在原有的供電基礎(chǔ)上，應(yīng)用采礦專用的隔離防爆型、變化頻率的調(diào)節(jié)速度裝配2套，165 kW的控制功率，兩臺660 V電壓的電機(jī)設(shè)備，進(jìn)而保證兩臺電機(jī)設(shè)備可以同時發(fā)動。除此之外，在搭配一臺控制器，對兩臺電機(jī)進(jìn)行集中的控制關(guān)，并對電機(jī)起到一定的保護(hù)作用，不會出現(xiàn)系統(tǒng)過熱、電機(jī)缺相的問題，如圖1所示為輸送機(jī)的設(shè)計改造示意圖。

圖1 輸送機(jī)改造安裝示意圖

使用PLC控制器對輸送機(jī)科技進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，并保證兩臺電機(jī)可以同時運(yùn)作，能夠依據(jù)煤炭數(shù)量的多少，對膠帶機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且輸出的頻率在0～65 Hz之間，電機(jī)的發(fā)動和暫停時間，在0～3 min之間可自行調(diào)節(jié)；系統(tǒng)還具備多種功能，包括故障診斷、查詢、記憶和顯示功能，對最近10次的故障原因和代碼，可以進(jìn)行復(fù)原和記錄[3]。

該輸送機(jī)的變頻和調(diào)速裝置，共同構(gòu)成了可以控制的啟動系統(tǒng)，在其操作臺上，可以對電壓、電流、速度、運(yùn)行參數(shù)等進(jìn)行有效的設(shè)置和保護(hù)。

控制手段可以分為三類，包括手動、自動及檢查維修三種，經(jīng)過對控制方式和運(yùn)行方式的確定，可以選擇恰當(dāng)?shù)目刂品绞?。與此同時，使用技術(shù)較為成熟的進(jìn)口器件，當(dāng)做是系統(tǒng)的部件，一般來講進(jìn)口產(chǎn)品的質(zhì)量很有保證。

3 實(shí)施要點(diǎn)和技術(shù)目標(biāo)

通過長時間的調(diào)查和分析，本次使用的裝置是BFBT-315/660型號的變頻調(diào)速裝置，他與DKBI-340/660型號的變頻裝置同時使用，在保留原有性能的基礎(chǔ)之上，使其安全性有了顯著的提升。并將固定三項(xiàng)交流電頻率設(shè)置為可以調(diào)節(jié)的三相交流電流。與此同時，對電機(jī)產(chǎn)生的電磁污染和干擾進(jìn)行吸收和清除。當(dāng)啟動變頻調(diào)速裝置之后，按照固定的頻率設(shè)置相應(yīng)的加速時間，并保證電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)電機(jī)停止運(yùn)行時，將頻率調(diào)至為零，進(jìn)而降低輸送機(jī)的輸送速度。

4 實(shí)際的應(yīng)用效果

4.1 軟啟動等性能優(yōu)越

頻率變動裝置的啟動、加減速度和停車的時間都可以進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和控制。與此同時，為了保證電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，還可以對其S型減速時間進(jìn)行自由的匹配。通過這種方式，可以降低輸送機(jī)啟停所產(chǎn)生的沖擊力，而其他類型的電機(jī)啟動設(shè)備無法做到這一點(diǎn)。同理可知，當(dāng)膠帶系統(tǒng)的煤炭轉(zhuǎn)載量變少時，該系統(tǒng)可以依據(jù)承載量的大小對電機(jī)的功率、速度等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和變化，進(jìn)而保證輸送帶的平穩(wěn)運(yùn)行。

4.2 明顯的自動調(diào)節(jié)功能

南郊帶巷的第三部輸送機(jī)，在系統(tǒng)改造前后，其用電量發(fā)生的變化，如表1、2所示。

表1 改造前用電情況 kWh

表2 改造后的用電情況

每年可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤16.32萬kWh×0.123 kg/kWh=20.07 t。

經(jīng)過前后對比可以清晰地發(fā)現(xiàn)，改造后的輸送機(jī)月節(jié)約電量1.36萬kWh，根據(jù)現(xiàn)行的電費(fèi)價格0.60元/（kWh），每月能夠節(jié)約電費(fèi)1.36×0.60=0.82萬元，每年節(jié)省1.36×0.60×12=9.79萬元。

與改造前的用電情況相比：

全年可節(jié)約用電（98846-85247）×12月 =16.32萬 kWh。

改造后節(jié)約用電的幅度為（98846-85247）/85247=16.0%。

5 結(jié)語

隨著現(xiàn)當(dāng)代煤炭事業(yè)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。變頻調(diào)速系統(tǒng)在安全生產(chǎn)中的作用愈加的突出，其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益也在顯著提升。對煤礦帶式輸送機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造與應(yīng)用，在增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力方面有著重要的實(shí)踐價值。

[1]顧文杰.調(diào)速型液力耦合器以及CST等裝置在煤礦帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用分析[J].機(jī)械管理開發(fā)，2016，31（7）：30-31.

[2]張豪，陶建松.煤礦帶式輸送機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造與應(yīng)用[J].煤炭工程，2015，47（10）：74-76.

[3]楊興廷，曹劍，李靜靜.帶式輸送機(jī)變頻自動張緊系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2014，42（S1）：181-182；186.