自動變頻調速膠帶機在選煤廠的應用

楊國偉

摘 要：文章介紹了神東煤炭集團洗選中心大柳塔選煤廠和哈拉溝選煤廠主運膠帶機通過變頻器實現膠帶機根據煤量大小和變頻器擴展功能的應用兩種方式來自動調速，以達到節能降耗、減少電網沖擊，降低設備損耗和故障、延長壽命的目的。

關鍵詞：膠帶機；變頻器；自動調速

引言

隨著高產高效選煤廠的發展，大功率膠帶機在選煤廠已經成為主運設備，選煤廠的膠帶機所占的能耗比例較高，如果膠帶機長期處于空載運行或輕載運行，都會造成電能的浪費，設備的損耗，其節能降耗的潛力巨大。目前國內各選煤廠將變頻技術主要應用在各類泵上，通過泵的壓力和液位來對變頻器的頻率進行調整，進而調整電機的轉速，實現節能降耗的目的。國內雖有部分選煤廠應用變頻技術，但膠帶機應用的較少。目前膠帶機的變頻系統主要是解決軟啟動的問題，只是在煤量較少時可以人工在上位畫面設定膠帶機的運轉速度，不能實現自動調頻，不能發揮變頻系統性能和優勢。文章就自動變頻膠帶機在選煤廠應用作簡要介紹。

1 神東煤炭集團大柳塔選煤廠膠帶機自動變頻調速技術應用

由于選煤廠的系統復雜，設備選型都留有足夠的余量，難免在生產過程中有大馬拉小車的現象，（一般達不到設計小時量）或者在生產過程中發生一些故障，這樣就導致原煤膠帶機的負荷有可能發生變化，以及全系統起車時間較長，導致一些膠帶機全速運轉，造成電能的浪費，所以說隨時來調整膠帶機的運行速度意義重大。此次膠帶機變頻器自動調速我們采用兩種途徑實現：一是通過膠帶機小時量來控制膠帶機的轉速；二是通過在變頻器上增加擴展板，利用擴展板的功能然后調節膠帶機的轉速。

1.1 自動調速實現途徑一（依靠膠帶機小時量控制膠帶機變頻器的轉速）

大柳塔選煤廠802原煤膠帶機設計小時量3000t/h，實際生產最大量是2700t/h，我們設計在802膠帶機中部加一套江蘇賽摩皮帶秤裝置，該裝置秤架子長為4.8米，安裝兩組稱重傳感器，以及一個測速滾筒和測速傳感器。通過膠帶機小時量的大小來自動調整變頻器所帶電機的轉速。

1.2 設備配置以及帶速設定

大柳塔選煤廠802原煤膠帶機帶速設定：802的煤量在1000t/h以下變頻器運行頻率為35Hz；802的煤量在1000t/h以上變頻器運行頻率為40Hz；802的煤量在1500t/h以上變頻器運行頻率為43Hz；802的煤量在2000t/h以上變頻器運行頻率為45Hz；802的煤量在2500t/h以上變頻器運行頻率為50Hz；煤量判定持續3分鐘。802停車后（正常停車和故障停車），變頻器自動設置為50Hz啟動，再次起車運行3分鐘后按照802皮帶秤的小時量進行自動變頻，電流大于55A持續且持續20秒以上（電機的額定電流58.7A）時，變頻器將以50Hz運行。

1.3 自動調速實現途徑二（通過在變頻器增加擴展板，利用擴展板的功能來調節膠帶機的轉速）

我們通過研究施耐德和ABB低壓變頻器，發現可以通過增加擴展板，利用擴展板的功能返回PLC高、低力矩報警，通過程序來實現膠帶機轉速的自動調節。每個擴展板都有兩組開關量節點，這兩組節點都可以在變頻器參數中設定自身需要實現的功能，我們將其中一組設為高力矩報警，另外一組設定為低力矩報警，報警值在變頻器菜單中同樣也可以設定，具體設定多大值，要通過數據采集方可設定，確保膠帶機在空載、輕載以及重載時電機轉速及時變化，保證安全生產。

1.4 設備配置以及帶速設定

設置配置：如表2所示。

以哈拉溝選煤廠五條膠帶機為例，現場返回高電流報警，低電流報警兩個開關量點。在集控畫面上實現手動、自動調頻切換。當高低電流無返回時，變頻器運行頻率為40Hz。當低電流報警時，延時20秒，變頻器運行頻率為35Hz。變頻器在35Hz運行的情況下，如果有高電流報警，延時20秒變頻器的運行頻率變為40Hz。變頻器在40Hz運行的情況下，如果有高電流報警，延時20秒變則運行頻率變為45Hz。變頻器在45Hz運行的情況下，如果有高電流報警，延時20秒變頻器的運行頻率變為50Hz。變頻器在50Hz運行的情況下，如果高電流報警消失，延時20秒變頻器的運行頻率變為45Hz。變頻器在45Hz運行的情況下，如果高電流報警消失，延時20秒變頻器的運行頻率變為40Hz。設備在啟車時先以50Hz運行5分鐘。在變頻器電流大于137A（以501為例，其額定電流未137A，此值可以在上位畫面上進行修改）時，延時10秒變頻器的頻率變為50Hz運行。

2 變頻自動調速效果

2.1 大柳塔選煤廠802膠帶機變頻調速效果

根據上表我們看出大柳塔選煤廠802膠帶機通過自動調頻后的經濟效益不錯，一年至少可以節約資金19440元。

2.2 哈拉溝選煤廠651、801、501、502和601膠帶機變頻自動調速效果

節能效果如表6所示。

根據表6我們看出哈拉溝選煤廠651、801、501、502、601膠帶機通過自動調頻后的經濟效益不錯，一年至少可以節約資金204899元。

3 結束語

自動調頻相對其它軟啟動方式和手動調速膠帶機，電能的消耗明顯降低，設備磨損減少，備件消耗降低、設備使用壽命延長。在大力發展節能環保的今天，推廣膠帶機自動調頻具有深遠的意義。尤其是對于神東煤炭集團的千萬噸選煤廠來說自動變頻意義更加重大，自動變頻不僅可以節約資金，還能減少維護量，減少勞動力等等，讓我們向著節能降耗的方向前進。

參考文獻

[1]鄭阿奇，徐斌.羅克韋爾PLC應用技術[M].第1版.北京：電子工業出版社，2012.

[2]李發海，王巖.電機與拖動基礎[M].第2版.北京：清華大學出版社，2011.

[3]陳伯時，陳敏遜.交流調速系統[M].第1版.北京：機械工業出版社，2010.

[4]張燕賓.SPWM變頻調速技術[M].第2版.北京：機械工業出版社，2010.

[5]陳伯時.電力拖動自動控制系統[M].第3版.北京：機械工業出版社，2009.

[6]王兆宇.施耐德變頻器的原理與應用技術[M].北京：機械工業出版社，2008.