北營(yíng)新1#高爐上料主皮帶電機(jī)功率驗(yàn)算

馬長(zhǎng)春

摘要：通過介紹北營(yíng)新1#高爐裝料系統(tǒng)中上料主皮帶系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)，分析了主皮帶電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的設(shè)備操作和聯(lián)鎖要求的主要特點(diǎn)，并對(duì)主皮帶電機(jī)的負(fù)載能力進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)算探討，總結(jié)出皮帶上料系統(tǒng)在未來煉鐵工業(yè)中的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：上料主皮帶；電機(jī)；功率；驗(yàn)算

中圖分類號(hào)：TE321.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）09－0007－02

1上料主皮帶系統(tǒng)介紹

1.1結(jié)構(gòu)圖

上料主皮帶結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1上料主皮帶的結(jié)構(gòu)圖

1.2主要技術(shù)參數(shù)

上料主皮帶技術(shù)參數(shù)見表1.

1.3運(yùn)行特點(diǎn)

上料主膠帶機(jī)TS102采用4機(jī)雙驅(qū)動(dòng)滾筒傳動(dòng)裝置和垂直拉緊裝置。傳動(dòng)裝置設(shè)在上料主膠帶機(jī)通廊下中間部位的機(jī)械室內(nèi)，膠帶機(jī)上配有防逆轉(zhuǎn)裝置、跑偏開關(guān)、拉繩開關(guān)、速度

監(jiān)測(cè)裝置和縱向撕裂監(jiān)測(cè)裝置等保護(hù)裝置，上料主皮帶機(jī)頭輪設(shè)清掃和除塵設(shè)施。

TS102上料主皮帶機(jī)由4臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，4臺(tái)電機(jī)按程序順序啟動(dòng)，平時(shí)同時(shí)工作；當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，允許3臺(tái)電機(jī)工作。TS102上料主皮帶機(jī)為連續(xù)工作制，在裝料系統(tǒng)工作之前啟動(dòng)（啟動(dòng)順序?yàn)門S102-TS101；停車相反）；在TS102上料主皮帶機(jī)事故停機(jī)時(shí)，TS101和TC101膠帶機(jī)要必須立即停止，并立即關(guān)閉槽下所有閘門。

表1上料主皮帶技術(shù)參數(shù)

項(xiàng)目 參數(shù) 備注

輸送量

帶寬

輸送速度

水平長(zhǎng)度

傾角

提升高度

驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)

減速機(jī)型號(hào)

慢速驅(qū)動(dòng)（減速機(jī)） Q＝2 800 t/h

B＝1.8 m

V＝2.0 m/s

LK＝346.84 m

9.16 °

55.80 m

YKK4504-4

ML3PSF110-50

XWED15-8245A-231

4×315 kW

帶速0.3 m/s

環(huán)境要求布置，施工人員也按生產(chǎn)要求進(jìn)行安裝施工，但是，仍需要通過檢測(cè)試驗(yàn)來確定母線絕緣達(dá)到的運(yùn)行要求值。

表1為某水電工程的全絕緣銅管屏蔽母線測(cè)試方出具的最終測(cè)試結(jié)果。

表1全絕緣銅管屏蔽母線測(cè)試結(jié)果

管母線

試驗(yàn)段 絕緣電阻值 交流耐壓試驗(yàn)

試驗(yàn)前/MΩ 試驗(yàn)后/MΩ 檢測(cè)結(jié)論 交流耐壓/kV 時(shí)間/min 檢測(cè)結(jié)論

A段 黃 100 600 100 900 合格 15 5 合格

綠 100 500 100 700 合格 15 5 合格

紅 100 600 100 750 合格 15 5 合格

B段 黃 100 300 100 500 合格 15 5 合格

綠 100 000 100 200 合格 15 5 合格

紅 98 000 100 100 合格 15 5 合格

從表1的檢測(cè)結(jié)果中可以看出，母線絕緣滿足相關(guān)設(shè)備的

規(guī)范要求，可以投入使用。

7結(jié)束語(yǔ)

全絕緣母線的現(xiàn)場(chǎng)安裝工序復(fù)雜，對(duì)安裝環(huán)境、安裝人員的技術(shù)和安裝工具的要求都較高，其接口安裝和跨越安裝同一般的空氣絕緣硬母線區(qū)別很大，必要時(shí)，需要廠家專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)。但是，隨著全絕緣母線生產(chǎn)廠家工序的不斷改進(jìn)和在水電站工程的逐步推廣、應(yīng)用，只要在安裝時(shí)緊緊把握各道工序，嚴(yán)格遵循廠家的設(shè)計(jì)圖紙和施工驗(yàn)收規(guī)范的要求，就可以確保安裝按期、保質(zhì)完工。

參考文獻(xiàn)

［1］劉錦江，支峰.試論全絕緣屏蔽銅管母線在變電站中的應(yīng)用［J］.太原大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（03）.

［2］劉慧琳.橋鞏水電站封閉母線設(shè)計(jì)［J］.紅水河，2010（02）.

〔編輯：白潔〕

Installation and Testing of Hydropower Fully Insulated Busbars

Wang Jian

Abstract: Hydropower projects fully insulated bus with the demanding environment, small installation space and other characteristics, describes the installation method, process steps, quality control and other aspects of the whole insulation test insulated bus and noted that during the installation process should pay attention to related matters, in order to fully insulated shielded copper bus bars provide a wide range of experience in the use of hydropower.

Key words: fully insulated pipes bus; initial installation; second installation; insulation test

2主皮帶電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的設(shè)備操作與聯(lián)鎖

2.1上料主皮帶機(jī)的啟動(dòng)方式

上料主皮帶機(jī)的4臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)同時(shí)工作，其電機(jī)的布置圖和啟動(dòng)順序分別如圖2和圖3所示。

圖2Z-6上料主皮帶電機(jī)布置圖圖3Z-6上料主皮帶電機(jī)啟動(dòng)和抱閘松開順序圖

當(dāng)其中一臺(tái)電機(jī)出故障時(shí)，高爐仍能繼續(xù)生產(chǎn)，此時(shí)Z-6上料主皮機(jī)采用三臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)（輸送量減少25%），則電機(jī)的啟動(dòng)順序見表2.

表2上料主皮帶電機(jī)啟動(dòng)順序

方式 啟動(dòng)順序號(hào) 備用的電機(jī)號(hào)

1 1，2，3 4

2 1，4，3 2

3 1，2，4 3

4 3，2，4 1

2.2設(shè)備的操作方法

高爐上料系統(tǒng)在高爐主控室操作，各設(shè)備的事故切斷開關(guān)放在礦槽電氣室，應(yīng)急事故時(shí)，可以啟動(dòng)事故切斷開關(guān)。高爐主控室的操作包括CRT全自動(dòng)操作、CRT手動(dòng)操作和CRT休止。操作人員可通過CRT鍵盤進(jìn)行選擇。

手動(dòng)操作又分為手動(dòng)集中操作和機(jī)旁手動(dòng)操作。手動(dòng)集中操作是在中控室或礦槽電氣室通過CRT鍵盤對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行具有工藝聯(lián)鎖的手動(dòng)操作和對(duì)各設(shè)備進(jìn)行無(wú)工藝聯(lián)鎖的單獨(dú)鍵盤操作；機(jī)旁手動(dòng)操作是指在機(jī)旁的操作箱上進(jìn)行手動(dòng)操作，這種操作方法只在設(shè)備單機(jī)試車和維修時(shí)使用，此時(shí)該機(jī)械設(shè)備和其他設(shè)備之間無(wú)聯(lián)鎖關(guān)系。

自動(dòng)操作是在滿足工藝和設(shè)備聯(lián)鎖要求的條件下，連續(xù)自動(dòng)地完成高爐裝料的整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)過程。

2.3聯(lián)鎖要求

主皮帶電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的聯(lián)鎖要求主要有：①主皮帶膠帶機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，禁止稱斗向膠帶上卸料；②TS101和TC101膠帶機(jī)事故停機(jī)時(shí)，所有閘門須馬上關(guān)閉；③TS102上料主皮帶機(jī)事故停機(jī)時(shí)，TS101和TC101膠帶機(jī)必須停止，并關(guān)閉所有稱斗閘門；④不論哪條膠帶發(fā)生故障，都要發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

3主皮帶電機(jī)功率驗(yàn)算

滿負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，要求靜功率N1與動(dòng)功率N2之和與電機(jī)額定功率之比小于電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比。即：

（N1＋N2）/NH≤（Mmax/MH）K2.（1）

式中：N1——正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的功率（靜功率）；

N2——啟動(dòng)時(shí)增加的功率（動(dòng)功率）；

NH——電動(dòng)機(jī)的額定功率；

Mmax——電動(dòng)機(jī)允許的最大轉(zhuǎn)矩；

MH——電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；

K——電網(wǎng)的電壓降系數(shù)（一般為0.9）。

啟動(dòng)時(shí)，膠帶機(jī)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=v/t（m/s2）（速度v=2 m/s，t=8 s）。

3.1啟動(dòng)物料時(shí)所需的動(dòng)功率N物

啟動(dòng)物料時(shí)所需的動(dòng)功率N物按以下公式計(jì)算：

N物＝avM0/（1 000 η）＝0.00.QLv/tη.（2）

G0＝qL＝（Q/0.36 v）L. （3）

M0＝G0/g＝QL/3.6 v. （4）

式中：G0——整個(gè)輸送帶上物料的重量，N；

M0——整個(gè)輸送帶上物料的質(zhì)量，kg；

L——輸送機(jī)長(zhǎng)度，m；

Q——輸送機(jī)生產(chǎn)率，t/h；

q——輸送帶上物料線負(fù)荷，N/m；

η——傳動(dòng)效率，數(shù)值為0.85；

v——輸送帶的速度，m/s。

傾角9.16°cos9.16＝0.965.

將v＝2.0 m/s，L＝346.84 m，Q＝2 800 t/h代入以上公式可計(jì)算得，N物＝710.382 kW。

3.2啟動(dòng)輸送帶動(dòng)功率N帶

啟動(dòng)輸送帶動(dòng)功率N帶計(jì)算公示如下：

N帶＝M帶av/（1 000 η）.（5）

G帶＝2Lq0. （6）

M帶＝G帶/g＝2Lq0/g. （7）

式中：G帶——輸送帶全部重量，N；

M帶——輸送帶全部質(zhì)量，kg；

q0——膠帶單位長(zhǎng)度重，N/m。

q0的值可查閱手冊(cè)得知，則N帶＝12.871 kW。

3.3啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件所需的動(dòng)功率N旋

啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件所需的動(dòng)功率N旋的計(jì)算公示為：

N旋＝mav/1 000 η.（8）

計(jì)算得N旋＝38.514 kW。

3.4啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子所需要的動(dòng)功率N電

啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子所需要的動(dòng)功率N電＝76.249 kW，則啟動(dòng)時(shí)動(dòng)功率N2為：

N2＝N物+N帶+N旋+N電. （9）

計(jì)算可得，N2＝838.057 kW。

現(xiàn)假設(shè)3臺(tái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓為10 kV，電流為10 A，則N1＝3×10 000×10=300 kW，NH＝3×315=945 kW，Mmax/MH＝3.2 K＝0.9，代入公示（1）中可得：

（300＋838.057）/945＝1.205＜0.81×3.2＝2.59.

說明驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率合格。

4皮帶上料的發(fā)展趨勢(shì)

采用皮帶上料可以減少高爐的基礎(chǔ)建設(shè)投資，帶式運(yùn)輸機(jī)可采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有效地改善了爐頂裝料設(shè)備的受力狀態(tài)和工作條件，方便維修和增加設(shè)備的使用壽命，同時(shí)增大生產(chǎn)能力，容易實(shí)現(xiàn)大批料連續(xù)運(yùn)輸，滿足大高爐冶煉強(qiáng)度的要求。

參考文獻(xiàn)

［1］嚴(yán)允進(jìn).煉鐵機(jī)械［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

［2］周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

〔編輯：李玨〕

Beiying New 1# Blast Furnace Main Belt Motor Power Calculation

Ma Changchun

Abstract: This paper introduces the main technical parameters of the main belt system material Beiying new 1# blast furnace charging system is analyzed, the main belt motor main characteristic of the equipment operation and interlocking control requirements, to further explore and check and load capacity of the main belt motor, summarizes the development trend of belt conveyor system at future of ironmaking industry in.

Key words: the main feeding belt; motor; power; checking

K——電網(wǎng)的電壓降系數(shù)（一般為0.9）。

啟動(dòng)時(shí)，膠帶機(jī)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=v/t（m/s2）（速度v=2 m/s，t=8 s）。

3.1啟動(dòng)物料時(shí)所需的動(dòng)功率N物

啟動(dòng)物料時(shí)所需的動(dòng)功率N物按以下公式計(jì)算：

N物＝avM0/（1 000 η）＝0.00.QLv/tη.（2）

G0＝qL＝（Q/0.36 v）L. （3）

M0＝G0/g＝QL/3.6 v. （4）

式中：G0——整個(gè)輸送帶上物料的重量，N；

M0——整個(gè)輸送帶上物料的質(zhì)量，kg；

L——輸送機(jī)長(zhǎng)度，m；

Q——輸送機(jī)生產(chǎn)率，t/h；

q——輸送帶上物料線負(fù)荷，N/m；

η——傳動(dòng)效率，數(shù)值為0.85；

v——輸送帶的速度，m/s。

傾角9.16°cos9.16＝0.965.

將v＝2.0 m/s，L＝346.84 m，Q＝2 800 t/h代入以上公式可計(jì)算得，N物＝710.382 kW。

3.2啟動(dòng)輸送帶動(dòng)功率N帶

啟動(dòng)輸送帶動(dòng)功率N帶計(jì)算公示如下：

N帶＝M帶av/（1 000 η）.（5）

G帶＝2Lq0. （6）

M帶＝G帶/g＝2Lq0/g. （7）

式中：G帶——輸送帶全部重量，N；

M帶——輸送帶全部質(zhì)量，kg；

q0——膠帶單位長(zhǎng)度重，N/m。

q0的值可查閱手冊(cè)得知，則N帶＝12.871 kW。

3.3啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件所需的動(dòng)功率N旋

啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件所需的動(dòng)功率N旋的計(jì)算公示為：

N旋＝mav/1 000 η.（8）

計(jì)算得N旋＝38.514 kW。

3.4啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子所需要的動(dòng)功率N電

啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子所需要的動(dòng)功率N電＝76.249 kW，則啟動(dòng)時(shí)動(dòng)功率N2為：

N2＝N物+N帶+N旋+N電. （9）

計(jì)算可得，N2＝838.057 kW。

現(xiàn)假設(shè)3臺(tái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓為10 kV，電流為10 A，則N1＝3×10 000×10=300 kW，NH＝3×315=945 kW，Mmax/MH＝3.2 K＝0.9，代入公示（1）中可得：

（300＋838.057）/945＝1.205＜0.81×3.2＝2.59.

說明驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率合格。

4皮帶上料的發(fā)展趨勢(shì)

采用皮帶上料可以減少高爐的基礎(chǔ)建設(shè)投資，帶式運(yùn)輸機(jī)可采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有效地改善了爐頂裝料設(shè)備的受力狀態(tài)和工作條件，方便維修和增加設(shè)備的使用壽命，同時(shí)增大生產(chǎn)能力，容易實(shí)現(xiàn)大批料連續(xù)運(yùn)輸，滿足大高爐冶煉強(qiáng)度的要求。

參考文獻(xiàn)

［1］嚴(yán)允進(jìn).煉鐵機(jī)械［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

［2］周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

〔編輯：李玨〕

Beiying New 1# Blast Furnace Main Belt Motor Power Calculation

Ma Changchun

Abstract: This paper introduces the main technical parameters of the main belt system material Beiying new 1# blast furnace charging system is analyzed, the main belt motor main characteristic of the equipment operation and interlocking control requirements, to further explore and check and load capacity of the main belt motor, summarizes the development trend of belt conveyor system at future of ironmaking industry in.

Key words: the main feeding belt; motor; power; checking

K——電網(wǎng)的電壓降系數(shù)（一般為0.9）。

啟動(dòng)時(shí)，膠帶機(jī)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=v/t（m/s2）（速度v=2 m/s，t=8 s）。

3.1啟動(dòng)物料時(shí)所需的動(dòng)功率N物

啟動(dòng)物料時(shí)所需的動(dòng)功率N物按以下公式計(jì)算：

N物＝avM0/（1 000 η）＝0.00.QLv/tη.（2）

G0＝qL＝（Q/0.36 v）L. （3）

M0＝G0/g＝QL/3.6 v. （4）

式中：G0——整個(gè)輸送帶上物料的重量，N；

M0——整個(gè)輸送帶上物料的質(zhì)量，kg；

L——輸送機(jī)長(zhǎng)度，m；

Q——輸送機(jī)生產(chǎn)率，t/h；

q——輸送帶上物料線負(fù)荷，N/m；

η——傳動(dòng)效率，數(shù)值為0.85；

v——輸送帶的速度，m/s。

傾角9.16°cos9.16＝0.965.

將v＝2.0 m/s，L＝346.84 m，Q＝2 800 t/h代入以上公式可計(jì)算得，N物＝710.382 kW。

3.2啟動(dòng)輸送帶動(dòng)功率N帶

啟動(dòng)輸送帶動(dòng)功率N帶計(jì)算公示如下：

N帶＝M帶av/（1 000 η）.（5）

G帶＝2Lq0. （6）

M帶＝G帶/g＝2Lq0/g. （7）

式中：G帶——輸送帶全部重量，N；

M帶——輸送帶全部質(zhì)量，kg；

q0——膠帶單位長(zhǎng)度重，N/m。

q0的值可查閱手冊(cè)得知，則N帶＝12.871 kW。

3.3啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件所需的動(dòng)功率N旋

啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)部件所需的動(dòng)功率N旋的計(jì)算公示為：

N旋＝mav/1 000 η.（8）

計(jì)算得N旋＝38.514 kW。

3.4啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子所需要的動(dòng)功率N電

啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子所需要的動(dòng)功率N電＝76.249 kW，則啟動(dòng)時(shí)動(dòng)功率N2為：

N2＝N物+N帶+N旋+N電. （9）

計(jì)算可得，N2＝838.057 kW。

現(xiàn)假設(shè)3臺(tái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓為10 kV，電流為10 A，則N1＝3×10 000×10=300 kW，NH＝3×315=945 kW，Mmax/MH＝3.2 K＝0.9，代入公示（1）中可得：

（300＋838.057）/945＝1.205＜0.81×3.2＝2.59.

說明驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)功率合格。

4皮帶上料的發(fā)展趨勢(shì)

采用皮帶上料可以減少高爐的基礎(chǔ)建設(shè)投資，帶式運(yùn)輸機(jī)可采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有效地改善了爐頂裝料設(shè)備的受力狀態(tài)和工作條件，方便維修和增加設(shè)備的使用壽命，同時(shí)增大生產(chǎn)能力，容易實(shí)現(xiàn)大批料連續(xù)運(yùn)輸，滿足大高爐冶煉強(qiáng)度的要求。

參考文獻(xiàn)

［1］嚴(yán)允進(jìn).煉鐵機(jī)械［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

［2］周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

〔編輯：李玨〕

Beiying New 1# Blast Furnace Main Belt Motor Power Calculation

Ma Changchun

Abstract: This paper introduces the main technical parameters of the main belt system material Beiying new 1# blast furnace charging system is analyzed, the main belt motor main characteristic of the equipment operation and interlocking control requirements, to further explore and check and load capacity of the main belt motor, summarizes the development trend of belt conveyor system at future of ironmaking industry in.

Key words: the main feeding belt; motor; power; checking