煤礦帶式輸送機(jī)的電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用分析

李 銳

（陜西煤化機(jī)電安裝有限公司 陜西 銅川 727000）

煤礦帶式輸送機(jī)的電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用分析

李 銳

（陜西煤化機(jī)電安裝有限公司 陜西 銅川 727000）

隨著時(shí)代的進(jìn)步，代表了先進(jìn)生產(chǎn)力的各種機(jī)械設(shè)備廣泛用于各行各業(yè)，機(jī)械化的程度越來越高，對(duì)于傳統(tǒng)行業(yè)中進(jìn)行人力勞作的情況進(jìn)行了緩解，并且提升了工作效率和工作結(jié)果。現(xiàn)代煤礦行業(yè)之中，帶式輸送機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，運(yùn)輸能力較強(qiáng)，但是消耗也較大，為尋求對(duì)于帶式輸送機(jī)的節(jié)能，本文提出了幾個(gè)想法，希望可以共同探討。

煤礦帶式輸送機(jī)；電氣節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用分析

帶式輸送機(jī)在煤炭業(yè)的應(yīng)用較為廣泛，而且基于其自身的特點(diǎn)，能量消耗交大，所以在進(jìn)行搭配的時(shí)候通常都會(huì)帶有一定功率準(zhǔn)備。同時(shí)，煤炭工程需要進(jìn)行時(shí)刻挖掘，所以帶式輸送機(jī)的實(shí)際運(yùn)量也在滿載、輕載、空載等狀態(tài)之間波動(dòng)。鑒于上述原因，帶式輸送機(jī)的實(shí)際有效工作效率只維持在半數(shù)左右，大量的電能流失。根據(jù)帶式輸送機(jī)普遍存在的能耗浪費(fèi)現(xiàn)狀，本文通過分析帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特性和工作特點(diǎn)，探索新的更合理的運(yùn)行模式，以提高電動(dòng)機(jī)有效工作效率，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的節(jié)能高效運(yùn)行。

1 帶式輸送機(jī)工作原理

帶式輸送機(jī)輸送帶屬于柔性設(shè)備，在進(jìn)行物資輸送的時(shí)候如果出現(xiàn)急停的情況有可能導(dǎo)致輸送帶斷裂，所以在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)于輸送帶的更換是否便捷提出了要求。在當(dāng)前的煤礦企業(yè)大部分使用的是帶式輸送機(jī)，因?yàn)閹捷斔蜋C(jī)的操作較為簡單，而且對(duì)于輸送帶的更換較為方便，所以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較多，在目前主要使用的帶式輸送機(jī)主要有驅(qū)動(dòng)滾筒和減速機(jī)、輸送帶、托輥機(jī)架、張緊裝置、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置、控制保護(hù)裝置等裝置。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所的不同，帶式輸送機(jī)還會(huì)增加不同的設(shè)備，例如，發(fā)電廠的煤礦帶式輸送機(jī)還需要配備溜槽、給料機(jī)等裝置。帶式輸送機(jī)主要工作原理便是通過電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)運(yùn)輸帶的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到物資的傳遞。為了保證運(yùn)輸過程的平穩(wěn)，所以支承輥一般呈V字型排列，這樣不僅僅可以防止物資墜地，更能加大帶式輸送機(jī)的運(yùn)送量。輸送的皮帶對(duì)強(qiáng)度是有一定要求的，具有一定的強(qiáng)度不會(huì)被重物壓彎，從而造成運(yùn)輸帶的斷裂。一般的帶式輸送機(jī)在頭部位置進(jìn)行卸載，個(gè)別的根據(jù)運(yùn)輸?shù)奈锪喜煌矔?huì)出現(xiàn)中間卸載。在輸送的過程中要保證皮帶的平穩(wěn)，一些異常的抖動(dòng)包括物資過于重都會(huì)導(dǎo)致正規(guī)帶式輸送機(jī)的使用壽命減短。

2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對(duì)于煤礦帶式輸送機(jī)的電氣節(jié)能來說，對(duì)于帶式輸送機(jī)輕載和空載情況下減少功率損耗可以有效進(jìn)行節(jié)能。由圖1所示，該節(jié)能控制裝置的接收來自倉位傳感器料位信號(hào)、帶式輸送，可以通過對(duì)于這些信號(hào)進(jìn)行有序判斷，然后通過判斷來進(jìn)行給煤量等的控制，對(duì)于帶式輸送機(jī)而言，進(jìn)行有序控制便是重點(diǎn)工作。

圖1 電氣節(jié)能框圖

控制系統(tǒng)主要是由PLC實(shí)現(xiàn)人工智能模糊控制，并通過對(duì)于各種數(shù)據(jù)進(jìn)行精確采集，通過PLC作為主程序進(jìn)行各級(jí)分站的連接，實(shí)現(xiàn)各個(gè)分站建立通信。作為整個(gè)控制系統(tǒng)的控制中樞，PLC將會(huì)負(fù)責(zé)正規(guī)系統(tǒng)的保全功能，計(jì)算精準(zhǔn)頻率。PLC控制系統(tǒng)框圖見圖2。

圖2

圖3為調(diào)速程序流程圖，在進(jìn)行調(diào)速過程中，首先對(duì)實(shí)際運(yùn)輸量進(jìn)行測(cè)量將測(cè)量值與實(shí)際值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果也通過設(shè)計(jì)值的實(shí)現(xiàn)對(duì)于帶式運(yùn)輸機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)運(yùn)輸量超過設(shè)計(jì)最大值的時(shí)候，便會(huì)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，采煤工作便會(huì)停止；當(dāng)數(shù)量較多時(shí)，已經(jīng)超過80%，但是并未超過設(shè)計(jì)最大值，這時(shí)候便會(huì)智能調(diào)節(jié)運(yùn)輸帶速度，調(diào)節(jié)實(shí)際運(yùn)量；當(dāng)運(yùn)輸量較小時(shí)，運(yùn)輸機(jī)便會(huì)低速運(yùn)行，最大程度的節(jié)約電能，節(jié)省能源，在設(shè)計(jì)之中體現(xiàn)對(duì)于電氣節(jié)能。

3 帶式輸送機(jī)的節(jié)能方法

3.1 通過控制電機(jī)功率進(jìn)行節(jié)能

通過對(duì)于電機(jī)輸出功率的控制從而實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的節(jié)能，減少電機(jī)的運(yùn)行符合，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況對(duì)于電機(jī)進(jìn)行選擇，避免由于電機(jī)不適合從而造成的浪費(fèi)，避免電機(jī)過大或者過小造成資源不能進(jìn)行合理的運(yùn)用。在電機(jī)進(jìn)行正常工作的過程中，對(duì)電機(jī)的實(shí)時(shí)功率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)電機(jī)出現(xiàn)的故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，保證電機(jī)在正常的功率下正常工作。對(duì)于電機(jī)的控制便是對(duì)于節(jié)能的根本手段，電機(jī)的功率是否符合生產(chǎn)實(shí)際中的需要決定了是否真正的實(shí)現(xiàn)了電氣節(jié)能。

3.2 通過調(diào)速進(jìn)行節(jié)能

圖3

對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整也是帶式輸送機(jī)的節(jié)能方法之一，通過對(duì)轉(zhuǎn)速的調(diào)整改變轉(zhuǎn)子的電阻，能使變頻器快速的對(duì)電機(jī)的信號(hào)進(jìn)行反應(yīng)，輸出的特性也比較穩(wěn)定，能在一定程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能。對(duì)于轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，可以有效的防止電機(jī)進(jìn)行無效功工作，從而造成資源浪費(fèi)。

3.3 帶速和運(yùn)量進(jìn)行合理匹配從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能

對(duì)于某一具體的或已建成的長距離帶式輸送機(jī)，運(yùn)量Q和帶速V是直接影響輸送機(jī)功率的主要因素。當(dāng)運(yùn)量Q一定時(shí)，則輸送機(jī)功率P與帶速V成正比。把節(jié)能效益和投資成本進(jìn)行綜合對(duì)比分析，都是按最大運(yùn)量設(shè)計(jì)輸送機(jī)，但在實(shí)際生產(chǎn)中，輸送機(jī)的運(yùn)量都達(dá)不到最大值。因此，當(dāng)運(yùn)量較小時(shí)，其帶寬和帶強(qiáng)都有較大的富裕量。此時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)帶速以達(dá)到節(jié)能目的。

3.4 異步電動(dòng)機(jī)Y-△接法節(jié)能

根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，三角形接法（△）定子繞組上的相電壓V△φ與線電壓VL相等，星形接法（Y）定子繞組上的相電壓VYφ=VL/。電機(jī)所需要的無功功率Q包括勵(lì)磁無功功率QJC和漏磁無功功率QLC兩部分，即Q=QJC+QLC，因此轉(zhuǎn)速ω一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的接法比Y接法輸出扭矩N也大。所以，在帶式輸送機(jī)的工作過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能。利用XSZ系列節(jié)電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行“△”-“Y”接法的反復(fù)切換，既節(jié)約了能源，又解決了電機(jī)需頻繁啟動(dòng)的問題。

4 總結(jié)

本文通過對(duì)帶式運(yùn)輸機(jī)的控制系統(tǒng)等進(jìn)行了分析，從而提出了其節(jié)能的幾種方法，對(duì)于現(xiàn)代煤礦行業(yè)而言，多快好省的進(jìn)行各項(xiàng)工作便成為了一種主導(dǎo)思想，煤礦行業(yè)發(fā)展至今日，一些機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)不足為奇，如果應(yīng)用的更好變成為了一個(gè)新的命題，所以對(duì)于帶式輸送機(jī)的探討絕不能止步于此，只有真正對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行各種探討，才能真正讓其更好工作于煤炭行業(yè)。

[1]李新.基于PLC的煤礦帶式輸送機(jī)的節(jié)能改進(jìn)技術(shù)[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（15）.

[2]謝青海，黃亮.基于PLC的煤礦帶式輸送機(jī)的電氣節(jié)能技術(shù)研究[J].煤炭技術(shù)，2012，31（1）：40～42.

[3]吳迪.煤礦帶式輸送機(jī)的電氣節(jié)能技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013 （34）：84.

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2015-8-20