新形勢下煤礦皮帶機變頻器節(jié)能分析

陳宗橋++劉迎新

摘 要：近年來，隨著我國煤礦自動化水平的不斷提高，損耗占比也在不斷地增加，如何節(jié)能降耗，早已成為現(xiàn)今煤礦企業(yè)高度關(guān)注的熱點問題。追求高效節(jié)能的生產(chǎn)模式是當(dāng)下煤礦企業(yè)發(fā)展的重中之重，皮帶機是煤炭生產(chǎn)中重要的設(shè)備之一，節(jié)能工作尤為重要。自變頻器在煤炭皮帶機中應(yīng)用以來，發(fā)揮了很大的節(jié)能作用，文章總結(jié)了幾點變頻器在煤礦皮帶機節(jié)能中發(fā)揮的作用，繼而提出了幾點完善意見，以最大化實現(xiàn)節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：煤礦 皮帶機 變頻器 節(jié)能

中圖分類號：TD5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（b）-0010-02

皮帶機是煤礦企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中最主要的運輸設(shè)備，應(yīng)用十分廣泛，因此在煤礦皮帶機上引入變頻技術(shù)，不僅對于皮帶運輸環(huán)節(jié)做到了節(jié)能減耗，更是整個煤礦企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的一大創(chuàng)舉。文章分析總結(jié)了變頻器在煤礦皮帶機節(jié)能中做出的貢獻，并針對當(dāng)下的煤礦皮帶運輸現(xiàn)狀，對更好地應(yīng)用變頻器實現(xiàn)節(jié)電節(jié)能的效果提出了幾點改進意見，以期對皮帶機的節(jié)能工作乃至整個煤炭產(chǎn)業(yè)的節(jié)能工作提供一定的參考。

1 變頻器給皮帶機節(jié)能帶來的效果

自從變頻技術(shù)取代傳統(tǒng)技術(shù)方式，不斷在煤礦皮帶機運行上進行改革與完善以來，變頻器在煤礦皮帶機節(jié)能方面帶來的效果日益彰顯出來，其節(jié)能作用得到業(yè)界普遍的認(rèn)可。據(jù)調(diào)查研究，相同的額定功率下，運輸同樣重量的煤炭，使用變頻器的皮帶機要比不使用變頻器的皮帶機節(jié)省大約1/3的電量消耗，節(jié)能效果顯著。通過對煤礦皮帶機變頻器節(jié)能作用的歸納分析，可總結(jié)出變頻器的節(jié)能效果主要表現(xiàn)在如下幾個方面。

1.1 有效調(diào)節(jié)皮帶機啟動與停機速度，保護皮帶

變頻器一改傳統(tǒng)生硬突然的啟動模式，彌補了傳統(tǒng)液力軟啟動器操作繁瑣且能耗高的缺陷，實現(xiàn)了“小電流，重啟動”的舒緩節(jié)能啟動模式，能夠精確地把握皮帶機的啟動速度，由快到慢，循序漸進，即實現(xiàn)皮帶機的軟啟動與軟停機。同時，變頻器的使用原理是依靠電機緩慢啟動帶動皮帶緩慢啟動，因此會釋放出皮帶內(nèi)部自產(chǎn)生的能量，減少皮帶機啟動停機時的能量沖擊，在很大程度上降低了皮帶在啟動停機的磨損程度，實現(xiàn)了護帶與節(jié)能的效果。

1.2 降低了對皮帶的強度要求

變頻器的使用可以實現(xiàn)對煤礦皮帶機啟動時間的有效控制，減緩皮帶機的啟動速度，使皮帶機運行的速度尤其是開機速度更加平穩(wěn)，這樣就避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)中突然的皮帶啟動對皮帶帶來的拉裂現(xiàn)象。安裝變頻器后，皮帶所受到的啟動張拉力可大大減小，即使皮帶的強度較之前有所降低，皮帶突然斷裂的狀況也得到很大改善，皮帶機的使用壽命得到延長，有效降低了更換皮帶機的頻率。因此，煤礦企業(yè)在對皮帶機選擇時，強度要求可以適當(dāng)放寬，繼而從材料上實現(xiàn)了對皮帶機的節(jié)能控制，節(jié)約了成本投入。

1.3 使皮帶機的功率更加平衡

大部分情況下，煤礦皮帶機的運行是靠單筒滾筒驅(qū)動、雙筒滾筒驅(qū)動及多滾動驅(qū)動實現(xiàn)的，變頻驅(qū)動技術(shù)方式的引入，能夠在本質(zhì)上實現(xiàn)對電機的電能輸出進行調(diào)節(jié)控制，使電機的電流平緩輸出，電機輸出功率平衡，從而使煤礦皮帶機與電機同步工作，使得煤礦皮帶機的驅(qū)動方式變得更加平和，保證了皮帶機的平穩(wěn)運行。

1.4 節(jié)省了皮帶機檢修維護的工作量

由于變頻器實現(xiàn)了煤礦皮帶機的軟啟動與軟停機，降低了皮帶機的磨損與突然斷裂狀況，甚至可以通過變頻器的電子壽命來估計皮帶機的壽命，皮帶機使用壽命較傳統(tǒng)使用方式延長很多，相應(yīng)地對于皮帶機的維修更換次數(shù)也隨之降低，加之變頻器使電機的功率、皮帶機的運行更加平衡，皮帶機的機械磨損、意外事故發(fā)生頻率明顯降低，因此皮帶機的日常檢修間隔時間也可適當(dāng)延長，從而大大節(jié)省了日常檢修維護的工作量，也節(jié)約了人力和財力的支出。

1.5 實現(xiàn)了皮帶機智能化運行

變頻器的使用，對皮帶機運行可以做到智能化節(jié)能管理控制，主要表現(xiàn)在檢帶功能上，變頻傳感器可以感知皮帶機上的負(fù)載情況，根據(jù)負(fù)載輕重進行變頻調(diào)節(jié)，自動調(diào)節(jié)皮帶機的運行速度，最大程度上降低了皮帶的磨損程度，控制了電壓的穩(wěn)定，實現(xiàn)了節(jié)電節(jié)能。由于煤炭產(chǎn)量有高有低，每天的產(chǎn)出都不一樣，皮帶大部分情況下都不是滿載，有時候甚至?xí)霈F(xiàn)空載的情況，變頻器調(diào)速系統(tǒng)則發(fā)揮了很大的作用，保證了皮帶機輸送的高效性、安全性、節(jié)能性。

2 新形勢下煤礦皮帶機變頻節(jié)能需要的改進

變頻器在煤礦皮帶機中的地位越來越重要，但是變頻技術(shù)的應(yīng)用還沒有完全成熟，需要在實踐中不斷地改進與提高，結(jié)合煤礦皮帶機變頻節(jié)能現(xiàn)存的一些問題以及有待完善的工作支持，提出了以下幾點改進措施。

2.1 提高技術(shù)要求，保證技術(shù)質(zhì)量

變頻器在煤礦皮帶機中得到良好的應(yīng)用，前提是技術(shù)有保障。

（1）首先在變頻器的選擇上，一般情況下，煤礦中的變頻器應(yīng)用規(guī)格較高，選擇要根據(jù)煤礦具體的皮帶機規(guī)格選匹配的變頻器規(guī)格，保證變頻器自身的技術(shù)質(zhì)量，切忌盲選。

（2）其次要提高變頻器的技術(shù)控制，無論是在安裝上還是在煤礦皮帶機運行過程中嚴(yán)格按照掌控好技術(shù)指標(biāo)，保證煤礦皮帶機作業(yè)的技術(shù)質(zhì)量，比如控制變頻器是普通變頻器啟動轉(zhuǎn)矩的兩倍以上，以保證煤礦皮帶機運行速度的平穩(wěn)。

（3）此外，還需不斷引進先進的技術(shù)，進行實時的創(chuàng)新，比如完善數(shù)字化與自動化管理，實現(xiàn)四象限運轉(zhuǎn)與遠(yuǎn)程操作來保證作業(yè)安全等，以跟上新形式的發(fā)展需求，最大化實現(xiàn)節(jié)能效果。

2.2 提高皮帶機變頻器的散熱功能

煤礦工作不同于其他行業(yè)，具有嚴(yán)峻的特殊性，礦井開采作業(yè)施工環(huán)境要求高，煤礦皮帶機自身要具有嚴(yán)格的條件限制，特別是要滿足防爆要求，因此變頻器也是處在防爆腔內(nèi)工作的，變頻器的散熱成為一大技術(shù)難點。一般的冷風(fēng)冷水散熱系統(tǒng)顯然不能適應(yīng)煤礦皮帶機變頻器特殊作業(yè)環(huán)境的需求，必須對現(xiàn)存的散熱技藝進行改進，一改傳統(tǒng)復(fù)雜低效的散熱程序，尋求有效解決變頻器的散熱功能的有效措施，降低變頻器的能量消耗。

2.3 注重電磁兼容性的控制

煤礦皮帶機變頻器在礦井嚴(yán)峻的工作環(huán)境下，工作過程中通常會遭受電壓不穩(wěn)定、電磁輻射干擾、高次諧波等外界因素擾動，變頻器自身在電壓輸入輸出時也會產(chǎn)生高次諧波，對變頻器甚至其他設(shè)備作業(yè)產(chǎn)生不利影響、引發(fā)故障、耽擱煤炭運輸。因此，擁有強大的煤礦皮帶機變頻器電磁兼容性，才能克服不利環(huán)境的影響，減少皮帶機故障的發(fā)生，實現(xiàn)節(jié)能高產(chǎn)。

3 結(jié)語

在倡導(dǎo)“綠色”“可持續(xù)”經(jīng)濟發(fā)展模式的新形勢下，煤炭企業(yè)只有致力于節(jié)能降耗生產(chǎn)，才能持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展下去。分析了解變頻器在煤礦皮帶機節(jié)能中做出的貢獻，能夠使煤炭企業(yè)更加充分地意識到變頻器節(jié)能的意義，使其功能發(fā)揮得更為強大，提高煤炭運輸效率和質(zhì)量，使整個煤炭企業(yè)受益。

參考文獻

[1] 景利紅.對煤礦皮帶機變頻器節(jié)能的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（33）：45-46.

[2] 湯立君.變頻器節(jié)能技術(shù)在煤礦應(yīng)用[J].裝備制造，2009（4）：

123-124.

[3] 李耀，梁永，張碩.變頻器在煤礦礦區(qū)機電設(shè)備中的應(yīng)用策略分析[J].黑龍江科技信息，2016（26）：156-157.

[4] 史秀梅，林洪波.高壓提升機變頻器在街洞煤礦絞車中的應(yīng)用[J].變頻器世界，2012（6）：58-59.

[5] 沈力民，高峰，李秀娥，等.煤礦安全生產(chǎn)中運用變頻器應(yīng)注意的幾個問題[J].煤炭工程，2004（12）：156-157.

[6] 高義標(biāo).礦井主要固定設(shè)備采用變頻器傳動的經(jīng)濟效益分析[J].煤炭工程，2013（S2）：123-124.

[7] 范斌，任繼飛，陳建行.高壓提升機變頻器在大同煤礦集團鐵峰礦提升機中的應(yīng)用[J].變頻器世界，2013（9）：158-159.