煤礦皮帶機變頻器節(jié)能研究與實踐

韓孟群

（兗礦東華重工有限公司煤機裝備制造分公司，山東 濟寧 273500）

目前我國的科技水平快速提高，推動了煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，煤炭生產(chǎn)中的機械化及自動化水平越來越高。在機械化生產(chǎn)過程中，需要電能的支持。皮帶機是煤炭生產(chǎn)的重要運輸機械設備，其只有在電力的驅(qū)動下才能工作。皮帶機在工作期間會產(chǎn)生很大的電能損耗，造成電能損耗問題。為了提高生產(chǎn)效益，降低電能損耗，許多煤炭企業(yè)使用了變頻器，安裝變頻器安裝使用以后，不但降低了電能損耗，還提高了生產(chǎn)效率。

1 煤礦皮帶機變頻器節(jié)能的優(yōu)勢

1.1 調(diào)整皮帶啟動狀況，減輕皮帶損傷

電能是有效促進煤礦皮帶機穩(wěn)定運行的能源，所以在控制煤礦皮帶機的時，相關工作人員可以通過調(diào)整電機電能的方式來達到控制皮帶機的目的，有效減緩了皮帶損傷。不過傳統(tǒng)皮帶機運行中，往往具有一定速度，在終止與啟動皮帶機時，會產(chǎn)生突然性，進而造成皮帶出現(xiàn)損傷情況。為此，應該通過有效手段來防止煤礦皮帶機受損，在技術應用上，通過變頻技術和皮帶機的相互應用，能有效減緩皮帶機的停止速度，避免突然性造成皮帶機損傷。另外，還能促使電機接近防爆軟性啟動，使皮帶機具備自緩性，在運行之間緩解電源切斷給皮帶機帶來的損失。

1.2 延長皮帶機的使用周期，減少企業(yè)開銷

通過相關研究表明，在操作時，皮帶機的啟動時間長短會對皮帶機具有直接性影響。

傳統(tǒng)的方法在啟動皮帶機時，由于會產(chǎn)生強大的超負荷，因此難以維護皮帶機的使用壽命，經(jīng)常發(fā)生斷裂現(xiàn)象。不過在使用變頻器之后，改變了煤礦皮帶機的啟動方式，不僅有效控制了皮帶機啟動的時間，也有效提高了電機的穩(wěn)定性。同時，在皮帶機的作用下，使皮帶機的負荷有所減緩，所以，皮帶機在運行之際，就不會老是出現(xiàn)斷裂問題。通過變頻器的使用，明顯延長了皮帶機的使用周期，如此一來，就可以減少了煤礦公司因皮帶機斷裂產(chǎn)生的維修費用，明顯減少了開銷成本，為企業(yè)帶來了效益。另外，皮帶機負荷強度減小后，企業(yè)選擇皮帶機的機會就更大，在購買皮帶機時，可以結(jié)合實際情況，選購成本低、節(jié)能性好以及配置優(yōu)越集一體的皮帶機，這樣就能為企業(yè)降低采購成本，有效促進經(jīng)濟效益的提升。

1.3 優(yōu)化電機應用，降低電能輸出

在國內(nèi)煤礦行業(yè)中，適用的皮帶機雖然具備多種驅(qū)動系統(tǒng)，不過慣用的皮帶機系統(tǒng)主要有兩種，一種是雙筒滾驅(qū)動系統(tǒng)，另一種是單筒滾驅(qū)動系統(tǒng)。由于類型不同，在操作上也會存在一定差異，因此，在對其功率進行調(diào)整時，會具有一定難度，不過皮帶機在運行過程中，結(jié)合變頻器的應用，可以有效解決皮帶機大功率輸出的問題，且能優(yōu)化電機的應用，減少皮帶機運行產(chǎn)生的電能，不僅達到了節(jié)約成本的目的，也提高了皮帶機的運作效率。

2 煤礦皮帶機變頻器節(jié)能應用要求

2.1 需具有較強的電磁兼容性

由于煤礦的煤層和地表之間具有一定距離，因此煤礦企業(yè)在對其進行開采時，通常會應用地下開采的形式進行開發(fā)，從這一點上看，可以知道國內(nèi)的煤礦開發(fā)工作是一項艱巨的任務，不僅開發(fā)環(huán)境惡劣，而且皮帶機在向下運轉(zhuǎn)中，也會因為看不到地下環(huán)境而受到諸多因素干擾，加上控制調(diào)節(jié)難度大，造成電壓不穩(wěn)以及電頻器誤動等問題出現(xiàn)。另外，在使用變頻器時，其自身也會產(chǎn)生高次諧波，進而干擾變頻器的穩(wěn)定運行。此時，若應用的煤礦皮帶機變頻器的電磁兼容性較低，就難以在復雜多樣的地表環(huán)境中順利完成采煤工作。在采煤過程中，技術人員需加強電磁控制，盡量提高電磁兼容性，以便確保變頻器的穩(wěn)定運行，最終順利完成采煤工作。

2.2 需具備較高的技術指標

皮帶機通過變頻器的使用，除了能提高自身的使用壽命外，也能滿足較高的皮帶機技術指標要求。滿足較高技術指標的表現(xiàn)主要有以下3方面：第一方面為使用變頻器之后，提高了皮帶機的轉(zhuǎn)矩速度，和普通的轉(zhuǎn)矩速度相比起來，約為普通轉(zhuǎn)矩的2倍以上；第二方面是保障了皮帶機加減速度的平穩(wěn)性，使其運行速度始終保持著“S”型；第三方面是能具備完善當前機械化的控制能力，在運行上以四象限運行狀態(tài)進行操作，達到了有效控制能量循環(huán)的目的。

2.3 需具有優(yōu)良的散熱系統(tǒng)

傳統(tǒng)的變頻器在散熱上，主要通過冷水系統(tǒng)或者是冷風系統(tǒng)進行散熱。不過由于我國的采煤環(huán)境比較嚴峻，多數(shù)是在礦井在操作的，傳統(tǒng)的冷風或者是冷水降溫效果并不明顯。所以，在要求上，對皮帶機的變頻器散熱要求會更高，對于工作人員而言，應不斷加強變頻器散熱性能的提升，才能滿足我國礦井采煤的特殊要求。

3 皮帶機變頻器的應用問題及節(jié)能效益

3.1 皮帶機變頻器應用的常見問題

在煤炭生產(chǎn)過程中，皮帶機的工作環(huán)境非常惡劣，通常在地下礦井環(huán)境中進行運作，因此皮帶機變頻器會受到輻射類的電磁影響，造成設備的工作效率降低。同時，在變頻器運行期間，自身會生產(chǎn)生高次諧波，從而影響到周圍的電器設備。因此，在上述因素的影響下，皮帶機變頻器無法正常運作，甚至還會引發(fā)電源異常、設備損壞等問題，針對此問題，應該加以對其進行調(diào)節(jié)和控制，盡量減少損失出現(xiàn)。

3.2 皮帶機變頻器的節(jié)能效益

在皮帶機中安裝變頻器設備后，在變頻技術的作用下，不僅可以提高皮帶機的生產(chǎn)效率，還能降低皮帶機的電能損耗。同時，在使用皮帶機變頻器以后，皮帶維修、更換及保養(yǎng)等費用大大降低，這在一定程度上減少了企業(yè)的生產(chǎn)支出。因此，利用皮帶機變頻技術，不但提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，還降低了企業(yè)的能源損耗。

4 提高皮帶機變頻效果的相關措施

4.1 合理、科學控制電磁，確保安全生產(chǎn)

在煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程中，要想保證皮帶機變頻器穩(wěn)定運行，必須保證其工作電壓穩(wěn)定。不過，在實際生產(chǎn)期間，電磁變化會影響到電壓的穩(wěn)定性，從而對皮帶機產(chǎn)生影響，導致變頻器無法正常運行。因此，工作人員必須重視電磁控制工作。首先，技術人員必須熟知礦井下的電磁干擾源，從而制定針對性的防干擾措施。其次，技術人員應深入探究變頻器與電磁間的兼容性，降低電磁對變頻器的影響，從而確保煤炭生產(chǎn)工作順利進行。

4.2 注重效益分析，提高節(jié)能效果

在煤炭皮帶機中使用變頻器，理論上可以降低能源損耗，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。不過，理論效果與實際效果存在一定的差異。在實際煤炭生產(chǎn)中，將變頻器應用到皮帶機中，具體能降低多少能源損耗，必須經(jīng)過嚴格的經(jīng)濟分析，才能得到準確的答案。因此，煤炭企業(yè)在使用皮帶機變頻器時，必須時刻關注該設備的技能數(shù)據(jù)，并深入分析這部分數(shù)據(jù)信息。在此過程中，必須將皮帶損傷及維修保養(yǎng)等費用包含進行曲，從而得到比較客觀的節(jié)能數(shù)據(jù)，明確皮帶機變頻器的實際節(jié)能效果。同時，在這些節(jié)能數(shù)據(jù)的基礎上，探究提高皮帶機變頻器技術及節(jié)能效果的有效措施。

4.3 加大技術研究力度，提高應用質(zhì)量

在煤炭生產(chǎn)過程中，將變頻器應用到皮帶機中，可以完善皮帶機的運行狀況。通過提升皮帶機的運行功能、質(zhì)量，達到降低能源損耗的目的。因此，為了提高皮帶機變頻器的技能效果，技術人員應重點關注該設備的應用質(zhì)量，深入研究該設備的應用技術，提高設備的應用水平。由于皮帶機是煤炭生產(chǎn)的重要設備，尋常的變頻器無法滿足生產(chǎn)需求。在使用專業(yè)變頻器后，對應的技術要求更高，因此技術人員必須對各項數(shù)據(jù)指標進行數(shù)字化管理，確保皮帶機滿足自動化、機械化的生產(chǎn)需求。

4.4 改進機械設備，提高設備的散熱性能

在皮帶機運行期間，散熱狀況會影響到皮帶機的運行質(zhì)量，降低企業(yè)的生產(chǎn)效率。皮帶機在使用變頻器后，其工作效率大大提升，不過對散熱性能也提出了更高的要求。在普通變頻器工作時，通常使用冷風散熱及冷水散熱系統(tǒng)對設備進行散熱處理，也取得了不錯的散熱效果。不過，這兩種散熱系統(tǒng)無法滿足皮帶機變頻器的散熱需求。因此，為了滿足皮帶機變頻器的運行需求，技術人員必須積極創(chuàng)新機械設備，改善傳統(tǒng)的散熱系統(tǒng)，從而提高皮帶機變頻器的運行質(zhì)量，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

5 結(jié)語

在過去的幾年中，我國的經(jīng)濟得到了快速發(fā)展。在此期間，我國也消耗了大量能源，能源短缺問題逐漸進入到人們的視線。因此，在工業(yè)成長過程中，必須重視節(jié)能問題。煤炭企業(yè)是耗費電能較多的企業(yè)，在生產(chǎn)過程中使用皮帶機變頻技術，可以有效降低能源損耗，避免資源浪費問題的發(fā)展。在各大煤炭企業(yè)中，必須深入了解皮帶機變頻器的應用意義，并熟悉皮帶機變頻器的應用要求。同時，積極探究提升皮帶機變頻器節(jié)能效果的方法，從而在實現(xiàn)經(jīng)濟目標的基礎上，緩解我國的能源危機。