煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化控制

姚華

摘要：井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)能效節(jié)約是企業(yè)降低成本的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在現(xiàn)在煤炭企業(yè)市場(chǎng)形勢(shì)蕭條時(shí)期，降成本已成為企業(yè)重要的工作內(nèi)容。本文針對(duì)煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化以及控制工作的落實(shí)進(jìn)行了相應(yīng)的分析，提出相應(yīng)的見解和思考，形成系統(tǒng)化的思路，也為日后的優(yōu)化工作以及控制工作的落實(shí)奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：煤礦；皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)；優(yōu)化優(yōu)化

井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)可謂是煤礦生產(chǎn)過程中極其重要的能耗環(huán)節(jié)，其能源應(yīng)用效率將會(huì)給最終的煤礦生產(chǎn)效益具有直接關(guān)系，進(jìn)而給企業(yè)的實(shí)際競(jìng)爭(zhēng)力帶來影響，傳統(tǒng)的運(yùn)行模式之下，皮帶機(jī)常處于空載的運(yùn)行狀態(tài)，這樣的能源消耗率相對(duì)較低，還會(huì)帶來極大的電能浪費(fèi)，若想一定程度的減少能源消耗量，并降低能源成本支出，就像對(duì)傳統(tǒng)的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改良.基于此，筆者主要針對(duì)煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化以及控制工作的落實(shí)進(jìn)行了相應(yīng)的分析，同時(shí)提出了自身的思考和見解，希望可為相關(guān)的研究人士帶來一定的借鑒和參考。

一、皮帶機(jī)軟啟動(dòng)方面的優(yōu)化方式

皮帶運(yùn)輸機(jī)在實(shí)際的啟動(dòng)過程中，將會(huì)產(chǎn)生極大的沖擊電流，這一數(shù)值將會(huì)達(dá)到額定電流的五倍到七倍，就會(huì)給內(nèi)部設(shè)備帶來一定的危害，情況嚴(yán)重的甚至?xí)龤щ姍C(jī)，給企業(yè)的生產(chǎn)安全性帶來極大的威脅。不僅如此，皮帶機(jī)啟動(dòng)的瞬間，其張力將會(huì)急劇提升，進(jìn)而給皮帶造成相應(yīng)的沖擊，無法保證皮帶的使用壽命，容易出現(xiàn)斷帶的情況，不僅如此，突然啟動(dòng)過程中所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)摩擦力如若不足，那么就會(huì)造成皮帶打滑。

皮帶機(jī)的軟件啟動(dòng)指的是相對(duì)平穩(wěn)的啟動(dòng)方法，大功率皮帶機(jī)的運(yùn)作是為了盡可能降低啟動(dòng)環(huán)節(jié)給電網(wǎng)抑或是內(nèi)部設(shè)備所帶來的沖擊力，所以，必須盡可能運(yùn)用軟啟動(dòng)這一形式，有效控制轉(zhuǎn)速或是力矩，保證皮帶啟動(dòng)全過程的無沖擊性和平穩(wěn)性。整個(gè)過程的速度變化相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)存在突變情況，與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)極大的降低沖擊力所帶來的影響。不僅如此，大傾角皮帶機(jī)啟動(dòng)的過程中，還需對(duì)物料下滑這一現(xiàn)象予以規(guī)避，通過軟啟動(dòng)的方式，保證皮帶機(jī)啟動(dòng)過程的平滑性。

二、多點(diǎn)擊驅(qū)動(dòng)功率平衡方面的優(yōu)化方式

最近幾年來，我國(guó)的皮帶機(jī)的運(yùn)作以及發(fā)展方向逐步向大功率轉(zhuǎn)變，與此同時(shí)，也相應(yīng)的增加了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)作要求，如若應(yīng)用大功率電機(jī)，那么此時(shí)對(duì)于單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)要求也會(huì)相對(duì)較高，這一過程中容易存在各類的問題。當(dāng)前大功率皮帶機(jī)所運(yùn)用的多為電機(jī)驅(qū)動(dòng)這一模式，簡(jiǎn)而言之，就是皮帶機(jī)油多個(gè)型號(hào)一致的功率相對(duì)較小的電機(jī)，同時(shí)完成驅(qū)動(dòng)，這樣利于設(shè)備維護(hù)、生產(chǎn)以及更換等各項(xiàng)工作的落實(shí)，還可以一定程度的降低成本，避免出現(xiàn)各類的問題，多電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率不平衡則是其中的典型，此問題應(yīng)著重避免。

通常情況下，皮帶機(jī)是運(yùn)用型號(hào)一致的電極所驅(qū)動(dòng)的，每個(gè)電機(jī)的運(yùn)行功率都具有一定的趨同性，但是實(shí)際上，很多設(shè)備生產(chǎn)以及安裝工作的落實(shí)，都容易受到不同因素的影響和制約，進(jìn)而引發(fā)功率分配不均衡等問題，一些電機(jī)還會(huì)出現(xiàn)欠載運(yùn)行的情況，

另外，還有一些電極處于過載狀態(tài)，功率越大，這一不平衡問題越發(fā)顯著，欠載運(yùn)行將會(huì)導(dǎo)致皮帶機(jī)的運(yùn)行效率降低，與此同時(shí)，也會(huì)一定程度的增加能源耗損，在運(yùn)行的過程中電流大，會(huì)給設(shè)備帶來一定的損害，情況嚴(yán)重的還會(huì)燒毀電機(jī)，因此，對(duì)皮帶機(jī)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率不平衡問題進(jìn)行分析以及探討具有極大的現(xiàn)實(shí)性意義。

皮帶機(jī)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度都會(huì)較為相似，二后可以得知電機(jī)功率的分配與驅(qū)動(dòng)力的分配相等同，筆者對(duì)驅(qū)動(dòng)力的影響因素進(jìn)行總結(jié)和歸納，主要有以下三項(xiàng)因素。

其一，皮帶的實(shí)際寬度。其二，供電頻率。其三，皮帶機(jī)的固有參數(shù)。其四，皮帶機(jī)運(yùn)行過程中的實(shí)際阻力。

針對(duì)礦井之下已經(jīng)安裝完成的皮帶機(jī)，第一和第三個(gè)因素可以基本確定，而第二個(gè)因素則會(huì)受到運(yùn)行條件以及運(yùn)量等各類參數(shù)值的影響，經(jīng)過筆者的分析和探討，而后發(fā)現(xiàn)可以運(yùn)用調(diào)整電機(jī)供電頻率這一途徑，使得電機(jī)的運(yùn)行功率得到優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)功率平衡的目的。

皮帶機(jī)通常情況下所選用的型號(hào)均一致，電機(jī)的參數(shù)相同，它的驅(qū)動(dòng)力也相同，實(shí)際的運(yùn)行環(huán)節(jié)，每個(gè)電機(jī)的電壓亦或是功率因數(shù)都具有等同性。

三、變頻調(diào)速優(yōu)化工作的落實(shí)

通過前文的探討可知，當(dāng)前已有的皮帶機(jī)運(yùn)行模式整體相對(duì)落后，因此，必須針對(duì)井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化和更新，相應(yīng)的提高其運(yùn)輸質(zhì)量，確保運(yùn)輸效率，可對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行有效調(diào)控，運(yùn)用增減電機(jī)數(shù)量，亦或是對(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整的方法，達(dá)到調(diào)速控制的效果，體現(xiàn)其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

調(diào)速的方法較多，例如，變頻調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻以及變極調(diào)速等均為較為常用的手段，變頻調(diào)速與其他的調(diào)速方式相比較，體現(xiàn)了一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可優(yōu)先選用此調(diào)整方法。

變頻調(diào)速指的是運(yùn)用電機(jī)頻率改變這一方法，對(duì)電機(jī)運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)整的手段，此方式的運(yùn)用可以有效改善啟動(dòng)環(huán)節(jié)沖擊力過大的問題，并將軟啟動(dòng)這一目標(biāo)落實(shí)到實(shí)踐中，與此同時(shí)，還能對(duì)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率不平衡現(xiàn)象予以處理，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶機(jī)的精準(zhǔn)控制，對(duì)于皮帶機(jī)節(jié)能優(yōu)化控制工作的落實(shí)具有一定的作用，雖說從短時(shí)間來看，變頻調(diào)整裝置的應(yīng)用，會(huì)相應(yīng)的增加資金投入量，但是如若從長(zhǎng)遠(yuǎn)化的角度來講，它所帶來的社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益均是較大的。

若想實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化這一目標(biāo)，就應(yīng)當(dāng)獲取系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，也被稱為系統(tǒng)建模，筆者針對(duì)煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)的控制以及優(yōu)化工作的落實(shí)進(jìn)行了相應(yīng)的分析和探討，建議首先構(gòu)建產(chǎn)煤量預(yù)測(cè)模型、能源成本數(shù)學(xué)模型以及皮帶機(jī)數(shù)學(xué)模型，以此為基礎(chǔ)，將系統(tǒng)建模優(yōu)化工作落實(shí)到實(shí)處，逐步實(shí)現(xiàn)煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化以及控制。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，經(jīng)過筆者的分析和探討，首先需要將能源效率分為幾個(gè)重要的層次，比如，運(yùn)行效率、技術(shù)效率、性能效率以及設(shè)備效率等等，定根據(jù)能源優(yōu)化這一問題，提出相應(yīng)的見解和思考，形成系統(tǒng)化的思路，而后，還需明確能源需求側(cè)管理的基本要求，為日后的優(yōu)化工作以及控制工作的落實(shí)奠定良好基礎(chǔ)，此后，還需對(duì)已有的皮帶機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式予以了解和掌握，探討機(jī)械耗損和生產(chǎn)成本兩者之間的關(guān)系，分析皮帶機(jī)軟啟動(dòng)等方面的控制需要，最近變頻調(diào)速的優(yōu)化方案，可結(jié)合峰谷分時(shí)電價(jià)削峰填谷這一原則，對(duì)最終的策略進(jìn)行更新和優(yōu)化，保證策略的可行性和科學(xué)性，體現(xiàn)策略應(yīng)用的價(jià)值。最后，希望筆者的分析和探討可為相關(guān)的研究人士帶來一定的借鑒和參考。

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