胶带输送机变频调速的节能运行

胶带输送机变频调速的节能运行煤矿胶带输送机一般属于三相异步电动机结构，其在与液力耦合器连接以后，经过减速箱的减速，再由滚筒来带动机械工作。而该种类型的输送机的启动通常是由软起动器来完成的，对于速度的调整则主要依靠液力耦合器所产生的机械效率。但这种运行模式存在一定问题，对于机械当中的胶带强度要求较高，也可能在运行当中存在胶带断裂的情况，造成安全事故。为了增加机械的稳定性，将变频调节器技术应用到胶带输送机当中，完成对该机械设备的技术改造。标签：胶带运输机；变频调速；节能目前，国内井工煤矿井下采用变频器拖动的胶带输送机较为普遍，但大都利用了其软启动的功能，并没有真正发挥出变频器的其它优势。胶带输送机在正常工作的情况下，皮带上均匀分布的货量并不大，如果能在保证安全生产的情况下降速运行，不仅可以减少胶带输送机运行过程中滚筒、托辊、皮带等摩擦件的磨损，同时也能节约电能，这对企业来说具有非常重大的经济意义和社会意义。1胶带输送机变频调速系统原理变频技术是微机技术以及电子技术的融合，在与电机传动技术的集成当中形成机电一体形式的综合技术。而变频技术就是利用电力半导体的相关期间将原本的工频电源转化为另一种频率的工频，该种对于电能进行控制的装置实现了对电压的转换，将交流电压转化为直流电压，再通过逆变器转化为频率，从而实现电动机进行调速和受到变速控制。该种综合性技术能够实现电动机负载的自动化变化，让电动机在变速的时候变得平滑稳定，能够有效地提升机械工作效率，节省能耗。2系统构成某煤矿5-2煤主运胶带输送机采用7台1000kW变频器驱动，胶带运输机机头4台，中驱3台。变频主机位于胶带机机头，其他从机受主机控制，跟随主机运行。因此将调速控制器系统安装到胶带机机头配电硐室，靠近变频器主机。调速控制系统只需要控制变频主机，就可以调整5-2煤主运胶带输送机的带速。为了能够根据综连采的启停、功率、过煤量进行速度的调节，调速控制器系统需从井下环网中获取综连采工作面运行数据来保证主运系统胶带机的安全调速。变频胶带机能够做调速控制，需要相关联设备的基础运行数据，这主要得益于大柳塔矿井下完善的控制、数据环网。3实施方案和计划某煤矿5-2煤主运胶带输送机出现任何故障将导致全矿停产，因此在调速控制项目实施的过程中，胶带机安全、稳定运行的保障措施是前提，当调速控制器系统出现任何问题时应能迅速恢复生产。该项目分2个阶段，由易到难，分阶段层层推进。3.1安全保障措施非调速运行：变频主机具有侦测调速控制系统断电、掉线的功能，一旦监测到调速控制系统不正常，将自动恢复到满速运行状态。这样就通过切断调速控制系统的电源迅速还原到非调速状态下进行生产。稳定性侦测：调速控制器系统从环网获取的数据都具有稳定性侦测功能，当发现数据不稳定将立刻提速运行。非对称变速：调速过程中采用迅速提速，延时降速的原则。也就是，当发现顺槽胶带机煤量、功率大的时候立刻提速运行；当发现煤量、功率降低一定程度后延时一段时间降速运行。这样既保证了安全生产，又能降低频繁调速带来的设备磨损。3.2阶段1 根据启停进行调速当接收到综采工作面的运行信号后，将主运胶带机提升到3.6m/s的带速运行。当综采工作面停止运行，只有连采工作面运行的情况下，将降速到2.0m/s的带速运行。这一阶段的工作简单，但是主要的目的是考验2.0m/s和3.6m/s是否能满足生产的要求。3.3阶段2 根据功率、煤量进行调速将结合综采顺槽胶带机的功率信号和皮带秤的过煤量信号进行调速控制。顺槽胶带机的功率可以反映出全带的平均煤量，而皮带秤能反映出皮带上的瞬时煤量。有时顺槽胶带机功率不大，但某一段的煤量却非常大，此时应迅速提升主运胶带输送机的带速，否则会出现洒煤的情况。皮带秤测量过煤量具有局限性，如某一秒测量到的煤量数据为零，而下一秒有可能出现较多的煤量，这样调速控制器根据皮带秤测量的过煤量数据来提高主运胶带机的运行速度为时已晚，就会出现堵漏煤嘴或撒煤等现象。但是此时功率却能很好地反映出这一状态，此时应该根据功率立刻提高主运胶带机的运行速度。最终的带速提升选择应根据过煤量和功率计算值的较大者作为实际带速，这样就保证了顺槽胶带机瞬时煤量大或满皮带煤量时5-2煤主运胶带机的带速都能得到迅速的提升。3变频调速运行情况和节能效果应用变频技术对大功率设备进行技术改造，有效地提升了设备的运行效率，使煤炭企业达到省电的目的。目前，变频调速的技术改造使胶带输送机更新换代，实现了软起和软停，能够自动调节频率输出，转变原油的恒速运行状态，在自动化的方向上又迈进了一步。3.1变频调速运行情况胶带机调速系统由主运大巷胶带机、1部综采面顺槽胶带机及2部连采面顺槽胶带机构成，主运胶带机通过井下环网采集综采顺槽胶带机、连采顺槽胶带机运行数据，根据综连采胶带机运行状况进行调速，分两级调速。①当综采顺槽胶带机停止时，大巷胶带机带速为2m/s,满速的44%，频率22Hz；②当综采顺槽胶带机运行时，大巷胶带机带速为3.6m/s，满速的80%，频率40Hz。主运胶带机经过试运行，能够满足综连采顺槽胶带机上货负载的需求，安全运行情况较好，能及时提速、降速，根据使用近2个月的观察未出现洒煤、堵漏煤嘴现象。3.2变频调速节能效果根据主运胶带机不同带速下的平均功率、运行时间情况能够计算出变频运行情况下比工频运行情况下的电能节约情况。4.5〜2m/s变频节能情况：平均每天节约电能W=(250-79)kWx7x1.18h=1412kWh=1412度。4.5〜3.6m/s变频节能情况：平均每天节约电能W=(250-196)kWx7x15.3h=5783kWh=5783度；平均每天节电7195度，每年节电2158500度，年节约电费约107.9万元。4结语经过调速后，该煤矿5-2煤主运胶带输送机的带速最高运行在3.6m/s，年节约电费约107.9万元。由于该胶带机的最大带速是4.5m/s，这样就为以后增加顺槽胶带机的提速预留了空间，毋庸置疑随着新的工作面的开采，变频调速控制将能发挥出更大的价值，可以节省更多没必要浪费的资源。推广和使用变频^速进行皮带的控制，对矿井节能降耗、环境保护等具有重大的意义。参考文献：［1］张东晨.关于选煤厂降耗增效的探讨［J］.选煤技术，2003，31(4)：31-33.⑵杨俊生.PLC控制系统在风机中的应用［J］.电工技术，2004,25(7)：92-93.［3］ 姚正华，岳明道，张家兵，等基于PLC和组态软件的矿井主扇风机监控系统［J］.自动化技术与应用，2007，26(7)：77-78，39.［4］ 暴瑞卿，卢岩，王玉超，等.常兴煤业主胶带输送机变频改造设计［J］.