試論煤礦帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)的應用和實現(xiàn)

趙巖超

摘要：帶式輸送機的規(guī)范化應用，為煤礦運輸提供可靠的設(shè)備支持，其中變頻節(jié)能系統(tǒng)的性能直接關(guān)系著帶式輸送機使用功能的發(fā)揮。本文就煤礦帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)及其組成情況進行簡要介紹，明確系統(tǒng)運行實現(xiàn)過程，進一步開展應用功耗計算與節(jié)能降耗效果分析，旨在促進帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)在煤礦運輸工作中的價值得到充分發(fā)揮，僅供相關(guān)人員參考。

Abstract： The standardized application of belt conveyors provides reliable equipment support for coal mine transportation. The performance of frequency conversion energy-saving systems is directly related to the function of belt conveyors. This paper briefly introduces the variable frequency energy-saving system of coal mine belt conveyor and its composition， clarifies the process of system operation， further develops the application of power consumption calculation and energy saving and consumption reduction effect， aiming to promote the belt conveyor energy-saving system in coal mine transportation. The value of the work is fully utilized and is only for reference by relevant personnel.

關(guān)鍵詞：煤礦;帶式輸送機;變頻節(jié)能系統(tǒng);應用;實現(xiàn)

Key words： coal mine;belt conveyor;variable frequency energy-saving system;application;realization

中圖分類號：TD528? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）35-0212-02

0? 引言

在煤礦運輸過程中，帶式輸送機的應用是一個持續(xù)性的過程，在軟啟動的支持下，設(shè)備啟停過程中所產(chǎn)生的機械沖擊得到一定程度緩解，但實際應用過程中并未滿足節(jié)能降耗要求，機械磨損依然比較明顯，長此以往不利于帶式輸送機使用功能的發(fā)揮。在此種情況下，探討煤礦帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)的應用和實現(xiàn)，具有一定現(xiàn)實意義。

1? 煤礦帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)簡介

在煤礦運輸過程中，帶式輸送機的傳統(tǒng)運行方式下其輸送帶速度的調(diào)整主要依靠電機電流監(jiān)測來實現(xiàn)，但在實際操作過程中，較長的輸送帶的控制效果并不理想，電機電流的變化是監(jiān)測的關(guān)鍵因素，但在帶式輸送機運行過程中，輸送機尾部煤量變化不明顯的情況下，很難通過電機電流準確監(jiān)測出來，此種情況下故障難于在第一時間被發(fā)現(xiàn)，導致帶式輸送機的輸送帶壓料幾率較大，進而出現(xiàn)運行故障，無法滿足煤礦生產(chǎn)工況的現(xiàn)實需求，傳統(tǒng)方法存在一定局限性。

帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)的實現(xiàn)，其原理在于以料流傳感器、PLC檢測等相關(guān)設(shè)備為支持，對輸送帶上煤炭量進行計算，在變頻器的作用下，結(jié)合電流與功率變化來明確帶式輸送機上煤炭量的具體情況，據(jù)此來調(diào)整防爆變頻器的速度。在此種方式下，帶式輸送機的無功損耗能夠有所降低，這就有助于改善整個設(shè)備的運行效率，更好的滿足煤礦運輸?shù)默F(xiàn)實需求。就帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)的運行來看，在變頻拖動條件下，節(jié)能控制與保護功能的實現(xiàn)，都具有良好的適應性，能夠結(jié)合煤礦運輸?shù)默F(xiàn)實需求出發(fā)，通過通訊接口與電氣聯(lián)鎖接口的精準提供，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能夠與疾控系統(tǒng)協(xié)調(diào)作用，對煤量進行準確檢測，并據(jù)此對變頻器進行調(diào)解，確保頻率輸出的可靠性，進而調(diào)整帶速，保證帶式輸送機處于節(jié)能化運行狀態(tài)。

1.2 系統(tǒng)組成

在煤礦運輸過程中所應用的帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)主要由三個部分組成，其一是變頻傳動部分，其中，在隔爆變頻器的支持下，變頻傳動部分功能得以有效發(fā)揮，以此來對電機進行驅(qū)動，滿足運行速度調(diào)整需求，此種方式下電機運行穩(wěn)定，在設(shè)定保護參數(shù)方面也具有一定便利性。其二是控制系統(tǒng)，以PLC為支持，致力于控制相關(guān)設(shè)備并分析傳感器信號，促進了輸送帶速度調(diào)節(jié)與故障保護的順利實現(xiàn)，其中控制設(shè)備對象主要包括制動閘、變頻器等。其三是傳感器，該部門的主要價值就是服務于控制部分，正是由于傳感器功能的發(fā)揮，才促進了設(shè)備精準控制與有效保護的實現(xiàn)。

2? 煤礦帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)運行的實現(xiàn)過程

在煤礦運輸過程中，帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)運行穩(wěn)定性與功能發(fā)揮的可行性都會在一定程度上影響著系統(tǒng)節(jié)能降耗效果，因此必須要以系統(tǒng)科學監(jiān)測作為系統(tǒng)集控的前提條件。在實際操作過程中，要以系統(tǒng)為對象實施精準檢測，在確認不存在故障的基礎(chǔ)上方可發(fā)出命令令系統(tǒng)啟動，電機在變頻器的作用下實施啟動，實際速度為設(shè)定加速度，待運行正常信號返回至PLC控制箱后，料流傳感器對料流信號進行檢測，并對輸送帶上的實際輸送量加以準確、實時計算，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，與此同時，在PLC支持下對變頻器電流與功率進行比較計算并得出數(shù)據(jù)，據(jù)此來實施信號輸出，以滿足轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)需求，確保帶式輸送機變頻系統(tǒng)處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)。在變頻系統(tǒng)運行過程中，物料實際量發(fā)生變化時，輸送帶速度也會自動進行調(diào)整，針對物料均勻性不足的問題，需要基于數(shù)學模型出發(fā)展開計算，優(yōu)化系統(tǒng)程序，在PID調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上基于模型計算數(shù)值來進行程序優(yōu)化，以保證系統(tǒng)運行保持穩(wěn)定狀態(tài)，降低電機高熱損壞問題的發(fā)生幾率。

3? 煤礦帶式輸送機變頻節(jié)能降耗的計算分析

3.1 應用功耗計算

本文以某地區(qū)煤礦為例，在把握煤礦現(xiàn)場輸送整體情況的基礎(chǔ)上，基于實測數(shù)據(jù)來對變頻節(jié)能降耗進行計算，目的在于為煤礦帶式輸送機使用功能的優(yōu)化發(fā)揮提供參考。在計算應用功耗時，需要依據(jù)實測數(shù)據(jù)來計算電機消耗功率P，P=■UI cos ？準，通過變頻器在功率補償方面功能的發(fā)揮，來改善電機運行狀態(tài)，保證功率因數(shù)的可靠性。在對帶式輸送機節(jié)能降耗進行計算時，要明確輸送帶的具體情況，包括電機功率與電壓、運輸長度、輸送帶寬度、設(shè)備類型及帶速等，以確保節(jié)能降耗計算的準確性和有效性。在煤礦運輸現(xiàn)場軟啟動的情況，若變頻器電機為單臺，則在功率計算的過程中要明確軟啟動與變頻器拖動狀態(tài)下分別的空載功耗與帶載功耗，通過計算可以發(fā)現(xiàn)，以空載狀態(tài)下節(jié)能效果對比來看，變頻調(diào)速運行與軟啟動工頻運行相比更具優(yōu)勢，而在帶載狀態(tài)下，變頻調(diào)速運行同樣具有良好的節(jié)能特性。

3.2 節(jié)能降耗效果分析

就帶式輸送機運行情況中，無論是空載狀態(tài)還是輕載狀態(tài)下，其輸出功率都會受到變頻節(jié)能系統(tǒng)運行的影響而使得輸出頻率有所降低，約在20Hz-30Hz之間，帶速也會有所下降，此時對節(jié)能降耗進行計算，并就節(jié)能降耗實際效果展開分析。研究表明，變頻電機應用模式下變頻器輸出頻率與輕載狀態(tài)下帶式輸送機輸出頻率下降程度都會在一定程度上對實際節(jié)能降耗效果產(chǎn)生影響，變頻器輸出頻率降低至10Hz或者請在狀態(tài)下帶式書動機輸出頻率降低至20Hz時為最佳節(jié)能降耗狀態(tài)。、在不同的運行條件下，變頻器都具有良好的應用價值，能夠滿足滿載、半載和空載的運行需求，對于電機功率因數(shù)的提升以及帶式輸送機運行穩(wěn)定性的改善都具有重要意義。通過變頻節(jié)能系統(tǒng)的應用，促進了電機運行功率因數(shù)的變化，電機效率得到明顯改善，在降低電流的同時，有效減少了不必要的線路損耗，從而真正實現(xiàn)技能降耗，在不同的工況條件下以及現(xiàn)場情況下，所產(chǎn)生的節(jié)能效果也存在一定差異性。

就煤礦帶式輸送機運行情況來看，變頻節(jié)能系統(tǒng)的應用不僅有助于節(jié)能降耗，還能夠改善系統(tǒng)磨損問題，尤其是在半載工況下，通過對比可以發(fā)現(xiàn)，電機轉(zhuǎn)速明顯下降，系統(tǒng)磨損有效降低，變頻節(jié)能工況下帶式輸送機所使用的年限要明顯長于在工頻工況下的帶式輸送機，輸送帶磨損減少。在煤礦運輸過程中，對于帶式輸送機的應用若能夠保證速度與運量達到組價匹配狀態(tài)，則能夠更進一步提升節(jié)能降耗效果，促進帶式輸送機使用功能的發(fā)揮。

4? 結(jié)語

通過以上分析可知，煤礦帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)具有良好的應用價值，在現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展整體環(huán)境下，節(jié)能降耗受到全社會的高度重視，在變頻器調(diào)速技術(shù)的支持下，電機設(shè)備的環(huán)保化應用得以實現(xiàn)，為社會各領(lǐng)域發(fā)展提供可靠支持。在煤礦運輸實踐中要科學應用帶式輸送機變頻節(jié)能系統(tǒng)，在保證設(shè)備運行穩(wěn)定性與安全性的同時，減少不必要的能源消耗，提高設(shè)備檢修維護有效性，對于煤礦生產(chǎn)的順利開展以及行業(yè)效益的維護也具有重要意義。

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