淺談煤礦設備皮帶機變頻器的節(jié)能問題

【摘要】變頻器不僅能夠實現煤礦皮帶機的無級平滑調速 ，更可以提高皮帶機運行的經濟性。皮帶機是我國煤炭運輸過程中的重要設施，隨著煤礦設備自動化的提高和國家節(jié)能降耗政策的實施，原來的皮帶機已經不能滿足現在的社會發(fā)展，需要我們對其不斷地改進，創(chuàng)新和推廣煤礦皮帶機變頻器節(jié)能技術，才能更好地適應節(jié)能減排的發(fā)展需要。通過大量的調查，結合實際對煤礦皮帶機變頻器節(jié)能的發(fā)展進行了探討，提出了自己的看法，在我國煤礦皮帶機變頻器節(jié)能發(fā)展道路上做出了有意義的探索。

【關鍵詞】高壓變頻器；煤礦皮帶機；調速；節(jié)能

皮帶機在煤礦生產中發(fā)揮著重要作用，目前幾乎所用的煤礦斜井提升均采用皮帶傳輸的方式，因此，煤礦生產的數量和效益在很大程度上取決于皮帶機的運輸能力和運輸效率。不少煤礦的皮帶傳輸系統(tǒng)依然采用傳統(tǒng)的調級方式，即串級調速模式。這種調速模式雖然能夠滿足基本的調速要求，但是存在著可靠性較低、運行能耗水平高、功率因數低等不足，無法發(fā)揮出皮帶機控制系統(tǒng)的最優(yōu)性能。

1、變頻器對煤礦皮帶機的作用

1.1可以做到軟啟動和軟停車

在我們使用變頻器進行皮帶機的驅動時，皮帶的啟動是由電機的啟動來帶動的，電機緩慢啟動時，皮帶也跟著緩慢啟動，內部的能量慢慢釋放，形成的張力很小就不會對皮帶帶來傷害，停車的減速控制也是如此。

1.2有效降低對皮帶的強度要求

皮帶機使用變頻器驅動后，通過變頻器對啟動時間的調節(jié)，可以控制皮帶機的啟動時間。不會出現突然啟動時，啟動速度過快引起皮帶斷裂。在使用中，與不使用變頻器的皮帶機相比，對皮帶強度的要求可以適當減小。

1.3使功率更加平衡

煤礦皮帶機一般都是使用雙筒滾筒驅動或單筒滾筒驅動這兩種方式，通過變頻器控制使功率平和，從而保證電機的同步。

1.4有效減少對設備的維護

通過變頻器來控制皮帶機可以使設備的壽命轉化成變頻器的電子壽命，從而減少了設備的維護次數。由于它對皮帶機的啟動有很好地緩沖效果，自然就降低了皮帶機的損耗，減少了維修量，增加了設備的使用壽命。

1.5更加節(jié)能

在煤礦的實際生產過程中，大部分時間皮帶機是不能滿載運行的。輕載和空載的情況時有發(fā)生，這就在無形中增加了能量的損耗。

2、對煤礦皮帶機變頻器的主要技術比較

使用變頻器的皮帶機，在生產運行中同原來相比，有很多突出的優(yōu)點，不僅使用更加穩(wěn)定，而且更加節(jié)能環(huán)保，主要表現有：皮帶機使用變頻器后，不會在出現產生因為轉矩大，力的傳導不均勻而引發(fā)尾部反應慢，物料在皮帶底下堆積的現象。這些問題，造成生產不流暢的同時還增加了電能浪費，而使用變頻器后就會很好地解決這些問題。

在皮帶機啟動時，因啟動速度過快，引起的皮帶斷裂和設備沖擊等問題嚴重。而變頻器使用后，通過變頻調節(jié)，對皮帶機進行慢慢的啟動，就不會造成這些問題出現。在皮帶機中，液力耦合器本身就有耗能大、維護量大、二次成本高等缺點，不合乎節(jié)能政策需要，早晚會被新的工藝取代。而且發(fā)生故障時，設備只能停止運轉，造成了嚴重的浪費，同時通過液壓油的傳遞功率也不好。因此，使用變頻器控制的皮帶機可以有效地解決以上問題，在更好地啟動的同時，減少了皮帶機的磨損和皮帶的損耗，起到了節(jié)能環(huán)保的作用。

使用防爆軟啟動模式，在皮帶機空載啟動時，轉動平穩(wěn)，轉矩低，可以有效地較少沖擊并延長設備的使用壽命。但在重載時，往往會出現跳閘現象，會對皮帶機的皮帶造成傷害。

3、對煤礦皮帶機變頻器節(jié)能應用的要求

對煤礦皮帶機所使用的變頻器來說，普通的變頻器不適宜直接用在皮帶機上，最好對變頻器進行一系列調整，滿足以下要求后才可以使用。

3.1對技術指標的要求相對要高

變頻器的啟動轉矩要是普通的兩倍以上，加減速的過程要平衡穩(wěn)定，運行的速度曲線最好是“S”型，同時要有完善的數字自動化控制功能，可以實現四象限運行，從而解決能量回饋問題。

3.2對散熱功能的要求更高

一般變頻器都是采用冷風和冷水系統(tǒng)來進行散熱，對于煤礦皮帶機用變頻器來說，由于防爆的特殊要求，變頻器的各部件都是在防爆腔內進行工作，原來冷風降溫的辦法不能取得效果。而原有的冷水散熱系統(tǒng)又太過復雜，不易在皮帶機上使用。所以對煤礦皮帶機的變頻器一定要進行適當改進，來保證散熱功能。

3.3變頻器的電磁兼容性要突出

煤礦皮帶機用變頻器的工作地點大多在井下，相對來說，工作環(huán)境更加惡劣，一般的變頻器容易受到環(huán)境的干擾。由于其輸入和輸出電壓、電流中帶有高次諧波，所以變頻器電磁兼容性好壞，直接影響到變頻器和周圍電氣設施的安全運行。

4、對煤礦皮帶機變頻器節(jié)能應該注意的問題和效益分析

4.1煤礦皮帶機變頻器的使用中，一般會遇到電磁干擾、電源異常、高次諧波、電動機溫度過高和震動等問題。電磁干擾主要是變頻器在井下惡劣條件工作時，容易受到輻射等電磁干擾，引起變頻器誤動等問題。電源異常是指，在變頻器使用中，供電電源電壓不穩(wěn)定造成變頻器低壓運行，影響它的工作狀態(tài)。高次諧波是變頻器在運行時產生的，高次諧波會對變頻器或周圍電氣設備產生干擾，引起故障。溫度過熱是指變頻器在調速時，低速運行下，冷卻能力下降而引起的電機過熱。振動現象是由電機的脈動轉矩與機械系統(tǒng)產生共振引起的，它會對電器造成機械損傷。

4.2變頻器帶來的節(jié)能效益分析

我們以額定功率1200kwh的煤礦皮帶機為例，在正常情況下，它每天的電量消耗是24480kwh，在使用了變頻器后，每天的電量消耗是 17135kwh，每天的節(jié)省量達到了30%之多，按每度電0.6元計算，每年帶來的直接經濟效益就有160萬元。這其中還沒有計算在皮帶損耗、維修等方面的節(jié)省，由此可見看出，變頻器對煤礦皮帶機帶來的節(jié)能效果是非常明顯的。

5、結束語

隨著我國經濟的不斷發(fā)展，能源問題日益嚴重，節(jié)能理念在人們心目中的地位越來越高。如何有效地節(jié)約能源，一直都是我們研究的課題。尤其是在煤礦領域，每年帶來的能源浪費非常大，如何有效地控制能源浪費，走科學合理的可持續(xù)發(fā)展道路，是我們不斷追求的目標。文章就煤礦皮帶機變頻器節(jié)能進行了分析，提出了很多有建設性的意見，為我國煤礦皮帶機變頻器節(jié)能的發(fā)展做出了一定貢獻。

參考文獻

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