煤矿带式输送机传动系统及节能技术浅析

时间：2024-04-25

訾连

中煤新集二矿安徽淮南 232180

在电力电子技术和工业技术不断发展和进步的影响下，变频节能技术得到越来越多的应用。煤矿企业往往需要消耗大量的电能。鉴于此，将变频节能技术应用于煤矿企业的生产具有重要的现实意义，下面简要分析煤矿带式输送机中频变频节能系统存在的问题。

1 工程概况

中煤新集二矿强力皮带机担负着全矿原煤运输任务，初始安装于1996年6月，皮带机头标高-461m。2010年7月进行整机更换升级改造，运输长度930m；2017年10月延伸至-750m水平，运输长度1430m。现主机型号为DTL120/120/4×630，最高带速4.5m/s，带宽为1200mm，主电机型号为YBBP450L2-4，安装四台机组，三机运行，一机备用，单机功率630KW，运输量1000t/h。电控采用唐山开诚公司生产ZJT2-800/1140（A）变频调速装置，配备天津华宁公司生产KTC-101通讯、控制系统，实现了皮带机软启动和远程集中控制。该皮带机设有《煤矿安全规程》要求的各种保护装置，安装有2台1175NRT型逆止器和1台PZ-1800/388型液压制动器。另设有沿线急停闭锁功能和巷道照明。皮带巷现有4台甲带式给料机供-650m、-750m水平出煤和进行矸石分流，机头配电点采用双电源供电，四台主电机均采用BG-200/6高压开关和BSG-1000变压器单独供电。

2 系统组成

在煤矿运输过程中所应用的带式输送机变频节能系统主要由三个部分组成，其一是变频传动部分，其中，在隔爆变频器的支持下，变频传动部分功能得以有效发挥，以此来对电机进行驱动，满足运行速度调整需求，此种方式下电机运行稳定，在设定保护参数方面也具有一定便利性。其二是控制系统，以PLC为支持，致力于控制相关设备并分析传感器信号，促进了输送带速度调节与故障保护的顺利实现，其中控制设备对象主要包括制动闸、变频器等。其三是传感器，该部门主要价值就是服务于控制部分，正是由于传感器功能的发挥，才促进了设备精准控制与有效保护的实现。

3 煤矿带式输送机中变频节能系统的应用过程

煤矿带式输送机的运行分为三个部分：初级阶段，启动阶段和输送阶段。在初始阶段，所需的时间由辊驱动皮带轮的静电阻反应的时间决定。启动阶段的关键是皮带刚刚工作的时刻，并且该过程是对动态阻力的瞬时静态阻力。在这个过程中，由于瞬时阻力从静态变为动态，传送带横截面的动态张力瞬间增加，传送带的振动是其实际的实施例。在启动时，交付的关键是初始张力会增加皮带张力。在运输期间，由于主相的启动，输送机达到大的旋转速度，这导致操作状态的不稳定，因为在运输过程中形成了相当大的动态张力。并且因为传送带是粘弹性体，所以力的影响将不可避免地变形，并且张力受到启动张力的限制。因此，对于传送带的一部分，仅静电阻小于两侧之间的差。它可以开始。当输入驱动力改变时，它将撞击传送带并形成峰值张力。因此，只有当结合变频调速技术调节驱动设备时，才能消除峰值张力，从而降低带式输送机的损坏程度。

然而，在不稳定的工作条件下，传送带不仅受到静态张力的影响，而且由于变化的速度而受到额外的张力。特别是，当张力和静张力相互叠加时，驱动辊位置处的输送机的张力迅速增加，导致输送机的不稳定操作或输送机部件的破坏，从而使得输送机难以顺利运行。变频调速技术的应用可以实现输送机运行频率和电压的变化，保证整个起动过程的稳定性和安全性，还可以延长输送机电机的使用寿命。同时，变频调速技术的速度调节功能可以实现负载在传送带上的均匀分布，从而减少传送带的损耗，从而实现功率平衡功能。

4 节能降耗效果分析

就带式输送机运行情况中，无论是空载状态还是轻载状态下，其输出功率都会受到变频节能系统运行的影响而使输出频率有所降低，约在20Hz-30Hz之间，带速也会有所下降，此时对节能降耗进行计算，并就节能降耗实际效果展开分析。研究表明，变频电机应用模式下变频器输出频率与轻载状态下带式输送机输出频率下降程度都会在一定程度上对实际节能降耗效果产生影响，变频器输出频率降低至10Hz或者轻载状态下带式输送机输出频率降低至20Hz时为最佳节能降耗状态。在不同的运行条件下，变频器都具有良好的应用价值，能够满足满载、半载和空载的运行需求，对于电机功率因数的提升以及带式输送机运行稳定性的改善都具有重要意义[1]。通过变频节能系统的应用，促进了电机运行功率因数的变化，电机效率得到明显改善，在降低电流的同时，有效减少了不必要的线路损耗，从而真正实现技能降耗，在不同的工况条件下以及现场情况下，所产生的节能效果也存在一定差异性。

就煤矿带式输送机运行情况来看，变频节能系统的应用不仅有助于节能降耗，还能够改善系统磨损问题，尤其是在半载工况下，通过对比可以发现，电机转速明显下降，系统磨损有效降低，变频节能工况下带式输送机所使用的年限要明显长于在工频工况下的带式输送机，输送带磨损减少。在煤矿运输过程中，对于带式输送机的应用若能够保证速度与运量达到组价匹配状态，则能够更进一步提升节能降耗效果。