新形勢下煤礦皮帶機變頻器節能分析

陳宗橋++劉迎新

摘 要：近年來，隨著我國煤礦自動化水平的不斷提高，損耗占比也在不斷地增加，如何節能降耗，早已成為現今煤礦企業高度關注的熱點問題。追求高效節能的生產模式是當下煤礦企業發展的重中之重，皮帶機是煤炭生產中重要的設備之一，節能工作尤為重要。自變頻器在煤炭皮帶機中應用以來，發揮了很大的節能作用，文章總結了幾點變頻器在煤礦皮帶機節能中發揮的作用，繼而提出了幾點完善意見，以最大化實現節能效果。

關鍵詞：煤礦 皮帶機 變頻器 節能

中圖分類號：TD5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（b）-0010-02

皮帶機是煤礦企業生產作業中最主要的運輸設備，應用十分廣泛，因此在煤礦皮帶機上引入變頻技術，不僅對于皮帶運輸環節做到了節能減耗，更是整個煤礦企業實現節能環保的一大創舉。文章分析總結了變頻器在煤礦皮帶機節能中做出的貢獻，并針對當下的煤礦皮帶運輸現狀，對更好地應用變頻器實現節電節能的效果提出了幾點改進意見，以期對皮帶機的節能工作乃至整個煤炭產業的節能工作提供一定的參考。

1 變頻器給皮帶機節能帶來的效果

自從變頻技術取代傳統技術方式，不斷在煤礦皮帶機運行上進行改革與完善以來，變頻器在煤礦皮帶機節能方面帶來的效果日益彰顯出來，其節能作用得到業界普遍的認可。據調查研究，相同的額定功率下，運輸同樣重量的煤炭，使用變頻器的皮帶機要比不使用變頻器的皮帶機節省大約1/3的電量消耗，節能效果顯著。通過對煤礦皮帶機變頻器節能作用的歸納分析，可總結出變頻器的節能效果主要表現在如下幾個方面。

1.1 有效調節皮帶機啟動與停機速度，保護皮帶

變頻器一改傳統生硬突然的啟動模式，彌補了傳統液力軟啟動器操作繁瑣且能耗高的缺陷，實現了“小電流，重啟動”的舒緩節能啟動模式，能夠精確地把握皮帶機的啟動速度，由快到慢，循序漸進，即實現皮帶機的軟啟動與軟停機。同時，變頻器的使用原理是依靠電機緩慢啟動帶動皮帶緩慢啟動，因此會釋放出皮帶內部自產生的能量，減少皮帶機啟動停機時的能量沖擊，在很大程度上降低了皮帶在啟動停機的磨損程度，實現了護帶與節能的效果。

1.2 降低了對皮帶的強度要求

變頻器的使用可以實現對煤礦皮帶機啟動時間的有效控制，減緩皮帶機的啟動速度，使皮帶機運行的速度尤其是開機速度更加平穩，這樣就避免了傳統生產中突然的皮帶啟動對皮帶帶來的拉裂現象。安裝變頻器后，皮帶所受到的啟動張拉力可大大減小，即使皮帶的強度較之前有所降低，皮帶突然斷裂的狀況也得到很大改善，皮帶機的使用壽命得到延長，有效降低了更換皮帶機的頻率。因此，煤礦企業在對皮帶機選擇時，強度要求可以適當放寬，繼而從材料上實現了對皮帶機的節能控制，節約了成本投入。

1.3 使皮帶機的功率更加平衡

大部分情況下，煤礦皮帶機的運行是靠單筒滾筒驅動、雙筒滾筒驅動及多滾動驅動實現的，變頻驅動技術方式的引入，能夠在本質上實現對電機的電能輸出進行調節控制，使電機的電流平緩輸出，電機輸出功率平衡，從而使煤礦皮帶機與電機同步工作，使得煤礦皮帶機的驅動方式變得更加平和，保證了皮帶機的平穩運行。

1.4 節省了皮帶機檢修維護的工作量

由于變頻器實現了煤礦皮帶機的軟啟動與軟停機，降低了皮帶機的磨損與突然斷裂狀況，甚至可以通過變頻器的電子壽命來估計皮帶機的壽命，皮帶機使用壽命較傳統使用方式延長很多，相應地對于皮帶機的維修更換次數也隨之降低，加之變頻器使電機的功率、皮帶機的運行更加平衡，皮帶機的機械磨損、意外事故發生頻率明顯降低，因此皮帶機的日常檢修間隔時間也可適當延長，從而大大節省了日常檢修維護的工作量，也節約了人力和財力的支出。

1.5 實現了皮帶機智能化運行

變頻器的使用，對皮帶機運行可以做到智能化節能管理控制，主要表現在檢帶功能上，變頻傳感器可以感知皮帶機上的負載情況，根據負載輕重進行變頻調節，自動調節皮帶機的運行速度，最大程度上降低了皮帶的磨損程度，控制了電壓的穩定，實現了節電節能。由于煤炭產量有高有低，每天的產出都不一樣，皮帶大部分情況下都不是滿載，有時候甚至會出現空載的情況，變頻器調速系統則發揮了很大的作用，保證了皮帶機輸送的高效性、安全性、節能性。

2 新形勢下煤礦皮帶機變頻節能需要的改進

變頻器在煤礦皮帶機中的地位越來越重要，但是變頻技術的應用還沒有完全成熟，需要在實踐中不斷地改進與提高，結合煤礦皮帶機變頻節能現存的一些問題以及有待完善的工作支持，提出了以下幾點改進措施。

2.1 提高技術要求，保證技術質量

變頻器在煤礦皮帶機中得到良好的應用，前提是技術有保障。

（1）首先在變頻器的選擇上，一般情況下，煤礦中的變頻器應用規格較高，選擇要根據煤礦具體的皮帶機規格選匹配的變頻器規格，保證變頻器自身的技術質量，切忌盲選。

（2）其次要提高變頻器的技術控制，無論是在安裝上還是在煤礦皮帶機運行過程中嚴格按照掌控好技術指標，保證煤礦皮帶機作業的技術質量，比如控制變頻器是普通變頻器啟動轉矩的兩倍以上，以保證煤礦皮帶機運行速度的平穩。

（3）此外，還需不斷引進先進的技術，進行實時的創新，比如完善數字化與自動化管理，實現四象限運轉與遠程操作來保證作業安全等，以跟上新形式的發展需求，最大化實現節能效果。

2.2 提高皮帶機變頻器的散熱功能

煤礦工作不同于其他行業，具有嚴峻的特殊性，礦井開采作業施工環境要求高，煤礦皮帶機自身要具有嚴格的條件限制，特別是要滿足防爆要求，因此變頻器也是處在防爆腔內工作的，變頻器的散熱成為一大技術難點。一般的冷風冷水散熱系統顯然不能適應煤礦皮帶機變頻器特殊作業環境的需求，必須對現存的散熱技藝進行改進，一改傳統復雜低效的散熱程序，尋求有效解決變頻器的散熱功能的有效措施，降低變頻器的能量消耗。

2.3 注重電磁兼容性的控制

煤礦皮帶機變頻器在礦井嚴峻的工作環境下，工作過程中通常會遭受電壓不穩定、電磁輻射干擾、高次諧波等外界因素擾動，變頻器自身在電壓輸入輸出時也會產生高次諧波，對變頻器甚至其他設備作業產生不利影響、引發故障、耽擱煤炭運輸。因此，擁有強大的煤礦皮帶機變頻器電磁兼容性，才能克服不利環境的影響，減少皮帶機故障的發生，實現節能高產。

3 結語

在倡導“綠色”“可持續”經濟發展模式的新形勢下，煤炭企業只有致力于節能降耗生產，才能持續穩定地發展下去。分析了解變頻器在煤礦皮帶機節能中做出的貢獻，能夠使煤炭企業更加充分地意識到變頻器節能的意義，使其功能發揮得更為強大，提高煤炭運輸效率和質量，使整個煤炭企業受益。

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