煤礦設(shè)備皮帶機(jī)變頻器的節(jié)能問題

煤礦設(shè)備皮帶機(jī)變頻器的節(jié)能問題摘要：煤礦生產(chǎn)中的輸送系統(tǒng)主要是皮帶機(jī)設(shè)備，其工作時(shí)依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用驅(qū)動(dòng)滾筒帶動(dòng)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，輸送資源，該系統(tǒng)成本高，同時(shí)頻繁地啟動(dòng)大功率電氣設(shè)備，造成能源浪費(fèi)。所以介入變頻技術(shù)使這種情況得以改善，同時(shí)也為皮帶機(jī)的改造提供了技術(shù)參考。關(guān)鍵詞：皮帶機(jī)；變頻改造；技術(shù)要求；問題；對(duì)策前言煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，主要依靠煤礦皮帶機(jī)輸送物料，工作時(shí)間長(zhǎng)，受壓大，使系統(tǒng)各部件磨損的機(jī)率增加，同時(shí)產(chǎn)生的富余電能也較多，造成能源消耗。本文就此設(shè)想，主要介紹了變頻技術(shù)的使用原理，闡述了變頻技術(shù)在皮帶機(jī)改造中的應(yīng)用實(shí)例，以期達(dá)到生產(chǎn)效益與節(jié)能雙贏。1煤礦皮帶變頻技術(shù)應(yīng)用概述帶機(jī)要正常工作，需要很大的驅(qū)動(dòng)力，電機(jī)的運(yùn)行頻率自然也很大，經(jīng)常會(huì)消耗很多能量。主要是將繞線電機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組降壓起動(dòng)后，通過(guò)工頻運(yùn)行，通過(guò)液力耦合器將其轉(zhuǎn)換為皮帶機(jī)。其工作原理主要是驅(qū)動(dòng)輪轂，產(chǎn)生摩擦力，然后帶動(dòng)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，皮帶再結(jié)合較特殊的張力變形和摩擦力，牽引滾軸運(yùn)轉(zhuǎn)。而且這類大功率的機(jī)電設(shè)備在起動(dòng)時(shí)，會(huì)瞬間產(chǎn)生大量的電流，過(guò)多時(shí)極易損壞設(shè)備，電機(jī)內(nèi)部會(huì)經(jīng)常發(fā)生燙傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響后續(xù)使用。帶式牽引設(shè)備常常突然起動(dòng)，因此其牽引力和抗拉性也要符合要求，能適應(yīng)煤礦掘進(jìn)的需要，避免發(fā)生斷裂。常規(guī)元件液力聯(lián)軸器在皮帶機(jī)內(nèi)還會(huì)使其內(nèi)部油溫迅速升高，增加內(nèi)部零件摩擦，使機(jī)電設(shè)備加速損耗，產(chǎn)生過(guò)多的油污，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成不小的污染。本文采用變頻技術(shù)，使皮帶輸送機(jī)能實(shí)現(xiàn)慢啟動(dòng)，結(jié)合變頻技術(shù)改造皮帶輸送機(jī)，在煤礦運(yùn)輸空載少的情況下可對(duì)皮帶輸送頻率進(jìn)行調(diào)整，降低能耗，使皮帶輸送機(jī)能更穩(wěn)定。通過(guò)這種方式，機(jī)電皮帶機(jī)可以做到能源的充分利用，基本不會(huì)浪費(fèi)電機(jī)的效率；同時(shí)高壓變頻器可以有效實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的能量回饋功能，更加徹底地節(jié)約了資源，讓采煤挖煤為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)環(huán)保，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針；設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行也降低了損壞的可能性，讓企業(yè)節(jié)省維修費(fèi)。2如何在皮帶機(jī)改造領(lǐng)域應(yīng)用變頻技術(shù)2.1在皮帶機(jī)的張緊方面應(yīng)用變頻技術(shù)皮帶機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)受到張力的影響，這種張力會(huì)導(dǎo)致皮帶疲勞，長(zhǎng)時(shí)間則會(huì)喪失使用壽命，所以針對(duì)皮帶機(jī)張緊運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，制定相應(yīng)的自動(dòng)張緊變頻結(jié)構(gòu)，就可以使其產(chǎn)生大量的張力影響。其結(jié)構(gòu)組成可采用電氣控制中心、應(yīng)急制動(dòng)裝置、動(dòng)能緩沖系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)等構(gòu)成自動(dòng)張緊變頻結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，針對(duì)這其中的電氣控制系統(tǒng)及相關(guān)的檢測(cè)系統(tǒng)還需要使用合適的構(gòu)造性能完善的結(jié)構(gòu)，如在檢測(cè)張緊系數(shù)時(shí)，采用張力傳感器和緩沖壓力傳感器等，同時(shí)要對(duì)皮帶機(jī)的速度進(jìn)行正確判斷，就要采用速度傳感器等。2.2自動(dòng)張緊變頻結(jié)構(gòu)工作的基本原理將皮帶機(jī)的實(shí)際張力值設(shè)定在變頻結(jié)構(gòu)正式運(yùn)行之前，當(dāng)皮帶機(jī)的張力值達(dá)到能夠影響其使用性能時(shí)，變頻結(jié)構(gòu)就自動(dòng)開啟，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的防爆電機(jī)和齒輪起動(dòng)，帶動(dòng)絞盤向皮帶施加壓力，利用順/逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)增大或減小皮帶的張力值。與此同時(shí)，變頻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的溫度傳感器也可以在設(shè)備啟動(dòng)前測(cè)量整個(gè)工作環(huán)境的溫度，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，打開冷卻系統(tǒng)，以降低工作環(huán)境溫度，不僅可以防止皮帶機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的溫度老化，而且也為變頻結(jié)構(gòu)的運(yùn)行提供了良好的環(huán)境。一般而言，變頻設(shè)備在工作時(shí)，首先要測(cè)量張力信息、溫度等工作環(huán)境中能影響設(shè)備性能的因素，并及時(shí)開啟相關(guān)系統(tǒng)，初步判斷是否需要自己參與，當(dāng)整體工作狀態(tài)達(dá)到自身開啟標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，變頻結(jié)構(gòu)便開始工作；在工作過(guò)程中，變頻結(jié)構(gòu)會(huì)持續(xù)地對(duì)皮帶機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并將其張緊數(shù)值控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。絞盤的啟停即以拉緊數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)拉緊數(shù)值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，絞盤便由待機(jī)轉(zhuǎn)到起動(dòng)狀態(tài)，對(duì)皮帶進(jìn)行張力調(diào)整，然后再轉(zhuǎn)到待機(jī)。該工藝能較大程度地減少工作壓力對(duì)皮帶機(jī)的影響，并形成有效的節(jié)能效果。2.3突出變頻器的電磁兼容性煤礦皮帶機(jī)變頻器經(jīng)常在煤礦井下作業(yè)，由于煤礦井下環(huán)境特別惡劣，所以進(jìn)行工作時(shí)，很多變頻器都會(huì)受到環(huán)境影響。而且皮帶變頻器進(jìn)行工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到輸出電壓和電流中高次諧波的影響，對(duì)變頻器及周圍電氣設(shè)備的正常運(yùn)行造成了很大影響，不能保證周圍電氣設(shè)施的安全。3改造后的皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)3.1啟停功能的得到了優(yōu)化采用變頻技術(shù)對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行改造后，能有效地控制自身啟停時(shí)受電流沖擊，緩慢的啟動(dòng)過(guò)程減少了皮帶的荷載壓力，同時(shí)還可通過(guò)調(diào)整皮帶的張緊程度，減少設(shè)備的磨損。3.2重載啟動(dòng)性能得到了增強(qiáng)普通皮帶機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，受實(shí)際采煤條件的影響，需要有不定時(shí)的中斷狀態(tài)，并在此重新啟動(dòng)，這個(gè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生重載動(dòng)能，導(dǎo)致皮帶機(jī)在高強(qiáng)度載荷下重新啟動(dòng)，造成沖擊壓損失，變頻器可以通過(guò)無(wú)速度傳感器的矢量控制技術(shù)來(lái)提高設(shè)備的固定轉(zhuǎn)矩，從而提高設(shè)備重啟動(dòng)時(shí)的性能要求。3.3皮帶機(jī)的張緊情況得到緩解采用變頻器系統(tǒng)可優(yōu)化皮帶機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，減小電流沖擊，同時(shí)延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間可降低皮帶在啟動(dòng)時(shí)形成的張力，有效地降低皮帶的張緊性能，所以在選擇皮帶時(shí)，可適當(dāng)降低強(qiáng)度性能，以節(jié)約成本。3.4提升節(jié)能減耗效率煤礦工程在進(jìn)行設(shè)備選購(gòu)和設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了滿足開采的實(shí)際需求，會(huì)設(shè)置較大的工作容量，但是實(shí)際的開采期間，原煤的開采量可能達(dá)不到設(shè)備的最高運(yùn)轉(zhuǎn)性能，這時(shí)候出現(xiàn)的輕載、空載現(xiàn)象就會(huì)造成能源消耗，尤其是在電能方面。變頻結(jié)構(gòu)的使用能夠通過(guò)傳感器對(duì)負(fù)載程度進(jìn)行檢測(cè)，并將啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能源控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，降低能源消耗。3.5有效減少機(jī)電設(shè)備的維修次數(shù)轉(zhuǎn)換器的組成結(jié)構(gòu)大多是電子元件，它可以延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用壽命，可以優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，使用轉(zhuǎn)換器可以減少皮帶機(jī)所受工作磨損，直接減少設(shè)備的維修次數(shù)，同時(shí)也可以減輕維修人員的工作壓力。3.6降低工程資金成本煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，維修保養(yǎng)機(jī)電設(shè)備的操作方式多種多樣，傳統(tǒng)的操作方式以電機(jī)為主，增加了減速器、液力耦合器等結(jié)構(gòu)，這幾種結(jié)構(gòu)參與的操作模式，資金成本投入處于中等水平，所以一些煤炭企業(yè)為了節(jié)約資金成本，紛紛提倡采用這種操作方式，但在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在維修保養(yǎng)過(guò)程中，維修保養(yǎng)和維修保養(yǎng)都需要不斷地進(jìn)行狀態(tài)維修，同時(shí)液力耦合器也會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，給井下生產(chǎn)帶來(lái)較大的安全隱患。與上述兩種方式相比較，加用變頻器，雖然會(huì)在前期形成較大的資金投入，但在工作過(guò)程中需要進(jìn)行維修的次數(shù)較少，同時(shí)也為機(jī)電設(shè)備打好了良好的工作環(huán)境，在提高工作效率和優(yōu)化工作性能的同時(shí)，減少了更換維修次數(shù)，同時(shí)能更好地為設(shè)備改造提供技術(shù)支持。結(jié)束語(yǔ)總而言之，在煤礦皮帶機(jī)的改造中，加入變頻技術(shù)的支持，可以使傳統(tǒng)的固定電流運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備向智能調(diào)節(jié)設(shè)備的方向轉(zhuǎn)變，在不同的工作強(qiáng)度下，變頻設(shè)備都可以通過(guò)調(diào)節(jié)電流，調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在保持設(shè)備使用壽命的同時(shí)，也能使其符合社會(huì)倡導(dǎo)的節(jié)能型企業(yè)的發(fā)展理念；智能設(shè)備還可以提高煤礦生產(chǎn)的效率，節(jié)省更換、維修設(shè)備的費(fèi)用，為整個(gè)工程生產(chǎn)提供了良好的基礎(chǔ)和推動(dòng)力。參考文獻(xiàn)蔣衛(wèi)良，楊生華，芮豐.高壓變頻器在煤礦帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用[J].煤炭工程，2018,50(11)：67-70.