曹發(fā)亮

（山西寧武大運華盛能源集團有限公司， 山西 忻州 036700）

引言

帶式輸送機屬于連續(xù)輸送設備，其優(yōu)勢主要在于輸送效率高、型號選擇多，因此現(xiàn)如今被廣泛應用于各類工業(yè)領(lǐng)域中。隨著礦山生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，經(jīng)過科研攻關(guān)，我國煤礦帶式輸送機向長運距、高帶速、大運量的方向發(fā)展，在此過程中比較嚴重的問題是控制模式和能耗問題，因此必須對能源消耗方面加大關(guān)注力度，結(jié)合現(xiàn)代化手段進行優(yōu)化，保證行業(yè)發(fā)展建設能夠契合時代發(fā)展需求。

1 煤礦帶式輸送機電氣節(jié)能概述

帶式運輸機有著復雜的組成成分，比如常見的改向滾筒、輸送物料帶、尾部滾筒等重要設施，此些設備能夠保證帶式輸送機平穩(wěn)運行。科學技術(shù)發(fā)展快，可配備多樣化類型的設施設備開展控制工作。如圖1 所示為帶式輸送機結(jié)構(gòu)圖。帶式輸送機的兩個驅(qū)動滾筒分別位于首尾兩側(cè)，應用拖輥推動皮帶進行正常運輸工作，為避免在運輸執(zhí)行中受拉緊力影響損壞皮帶產(chǎn)生斷裂風險，通常情況下應用支承輥進行運輸，以V 字模式排列運輸，確保能夠平穩(wěn)運行，加速帶式輸送機工作效率[1]。

圖1 帶式輸送機結(jié)構(gòu)圖

2 煤礦帶式輸送機的電氣節(jié)能方向

不同煤礦在實際開采和運輸中都會存在一定的參數(shù)差異，對電機的功率要求也不相同，因此在電氣節(jié)能中需要進行綜合分析，以此提高整體效果。

2.1 電動機變頻調(diào)速

我國經(jīng)濟發(fā)展快，各行各業(yè)應用能源數(shù)量增加，目前對節(jié)約型生產(chǎn)有了更高的要求，煤礦企業(yè)若想在當前時代中立足，必須結(jié)合相關(guān)技術(shù)對機械設備進行改造。在降本增效中，電動機節(jié)能屬于重要內(nèi)容，包含了變極調(diào)速法、電阻調(diào)速法等內(nèi)容，使用動態(tài)的方式來調(diào)節(jié)電源頻率，因此應結(jié)合實際情況應用電動機節(jié)能，變頻調(diào)速部分線路如圖2 所示[2]。

圖2 電動機變頻調(diào)速

2.2 電動機加液傳動

2.2.1 黏性離合器

黏性離合器又稱Ω 離合器，需要使用時把輸出加速裝置安裝到電液控制器里面，防止電機啟動后空載轉(zhuǎn)動，有著改變傳遞力矩的優(yōu)勢。并且此種離合器可進行機電一體化的操作，當轉(zhuǎn)動速度到達一定數(shù)值，能夠自動施加液體壓力。添加適當壓力后，Ω離合器系統(tǒng)便開始運轉(zhuǎn)，以此實現(xiàn)節(jié)能調(diào)節(jié)。

2.2.2 液力耦合器

電動機加液力耦合器能夠把控有關(guān)變量的輸出（如圖3 所示），調(diào)節(jié)導管能夠?qū)⒐ぷ鞒溆土扛淖?，也能夠?qū)⒆冸姍C的輸出力矩和轉(zhuǎn)速改變，此種驅(qū)動裝置可平穩(wěn)處理系統(tǒng)的開始和停止，在帶式輸送機轉(zhuǎn)動速度不變的情況下，會持續(xù)使煤輸運的能源減少，從而浪費能源。優(yōu)化的時候，要重點關(guān)注調(diào)速型液力耦合器充油含量，從而實現(xiàn)準確把控電力資源使用量。

圖3 液力耦合器

2.3 電動機降能優(yōu)化

在實際生活中，優(yōu)化電動機降能屬于常見操作，因此在優(yōu)化過程中要結(jié)合電動機運輸能力和工藝、相關(guān)參數(shù)調(diào)控電動機的輸送效率，有效提高帶式輸送機工作效率，保證輸送機的平穩(wěn)運行，避免因高摩擦系數(shù)而導致電能的浪費。煤礦企業(yè)在生產(chǎn)時，帶式輸送機運量可能會出現(xiàn)變化，若是長期波動不僅會造成電能資源浪費，且可能會埋下嚴重的安全隱患，因此需要對載荷進行平均的分配，提前設定標準線路使帶式運輸機在出現(xiàn)偏差后能夠自行調(diào)節(jié)，從而進一步提高帶式運輸機的運行效率，避免出現(xiàn)資源浪費的情況，為后續(xù)運行奠定堅實基礎(chǔ)[3]。

3 煤礦帶式輸送機的電氣節(jié)能技術(shù)優(yōu)化策略

3.1 控制電機功率

若想切實減少煤礦帶式輸送機的整體能源消耗，必須對電機功率控制加大關(guān)注力度，首先對電機的電流輸出進行實時的監(jiān)測，減少電機功率的輸出。同時，在輸運的過程中要根據(jù)輸運量合理選擇型號，如生產(chǎn)量較小則無需選擇大型號輸送機，避免出現(xiàn)能源過載消耗的情況，保證電機能在額定的功率下進行良好的運輸。以大型煤礦廠為例，通過合理控制平均每月可節(jié)電11 221 kW·h，最終統(tǒng)計節(jié)能率為23.72%[4]。

3.2 設計節(jié)能控制系統(tǒng)

當輸送帶的負載達到一定程度時，所需要克服阻力做的功相應地也會增加，在設計控制系統(tǒng)時要全方位考慮，比如應先將帶式輸送機數(shù)據(jù)進行整合，然后準確計量消耗能源的必備條件，把信號反饋到煤機，通過反饋的信號明確是否增加煤量，提升輸送機工作效率，節(jié)約電能，電氣節(jié)能系統(tǒng)如圖4 所示，能夠顯著提高煤炭企業(yè)的整體效益。

圖4 電氣節(jié)能系統(tǒng)

3.3 設計紅外感知設施

優(yōu)化帶式輸送機紅外感知設施，將此設施設置在輸送帶兩側(cè)，進而監(jiān)控設備運行的情況，在此過程設計的輸送帶距離為5 mm，并準確判斷傳輸端到發(fā)送端運行的數(shù)據(jù)，防止由于偏位問題出現(xiàn)能源消耗，當出現(xiàn)高能源消耗狀態(tài)后，可以將信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，直到其恢復到正常值?/p>

3.4 融入現(xiàn)代科學技術(shù)

煤礦生產(chǎn)會受到外界因素影響，若要順利開展運輸工作，則要將現(xiàn)代化的科學技術(shù)融入到帶式運輸機中，同時也要把自動控制技術(shù)、人工智能技術(shù)等技術(shù)融入到系統(tǒng)運行中，同時也能夠根據(jù)帶式輸送機的運行參數(shù)安裝核心PLC 控制器，將輸送帶的速度信號視為控制系統(tǒng)的輸出信號，如出現(xiàn)波動信號時能夠按照既定程序進行自動調(diào)節(jié)，從而避免出現(xiàn)高能源消耗的情況。

4 煤礦帶式輸送機的電氣節(jié)能技術(shù)應用效果

現(xiàn)如今帶式輸送機在電氣節(jié)能技術(shù)的支持下，已發(fā)展到多功能、多用途性能、多系列的帶式輸送機，各類新型號帶式輸送機填補了多項國內(nèi)空白，加快了煤礦行業(yè)發(fā)展的步伐。在煤礦帶式輸送機應用電氣節(jié)能技術(shù)后，消耗可以節(jié)約30%左右，以此避免造成電能資源浪費，增加建設成本費用，加快煤礦行業(yè)發(fā)展速度。原傳統(tǒng)電機直接由工頻驅(qū)動時，滿載時功率因數(shù)遠低于0.8，在經(jīng)過節(jié)能技術(shù)的系統(tǒng)優(yōu)化后，電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.9 以上，可進一步節(jié)約上游設備的運行費用；通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)節(jié)能，主設備及相應輔助設備如軸承等磨損減輕，可對電機實現(xiàn)軟起動，在整個運行范圍內(nèi)損耗減小，保護了電機，電網(wǎng)電壓在-15%～+10%之間波動時，系統(tǒng)可正常運行，以此顯著提高煤礦產(chǎn)業(yè)的整體效益。帶式輸送機通過上述節(jié)能措施進行優(yōu)化，可以實現(xiàn)全過程變頻調(diào)速，這種方式不僅能夠顯著提高煤礦生產(chǎn)效益，且可以避免“大馬拉小車”這一問題的出現(xiàn)，且優(yōu)化后的系統(tǒng)整體更加穩(wěn)定，能夠為煤礦企業(yè)節(jié)省大量電力資源支出，且能夠防止因能源過于浪費而對環(huán)境造成污染，通過實際運行進行統(tǒng)計，上述措施能夠節(jié)約30%以上的能源消耗，進一步提高煤礦行業(yè)發(fā)展效率。

5 結(jié)語

為了避免出現(xiàn)浪費資源的情況，則應實施有效的解決措施，優(yōu)化升級目前使用的生產(chǎn)設備。帶式運輸機便是當下主要的問題之一，因此需要結(jié)合實際情況解決“大馬拉小車”這一情況，優(yōu)化帶式運輸機，節(jié)省空載運行時間，確保后續(xù)建設滿足綠色發(fā)展要求，可以連續(xù)生產(chǎn)煤炭，節(jié)約更多的能源，使節(jié)能效果更加顯著，為后續(xù)行業(yè)發(fā)展建設提供保證。