李雅莊煤礦強力帶式輸送機改造應用研究

穆寶瑞

（霍州煤電集團李雅莊煤礦調度室，山西 霍州 031400）

1 工程概況

強力帶式輸送機是利用鋼絲繩芯彈性強力膠帶作為煤的運輸設備，膠帶是通過加熱硫化黏合后而形成的多接頭無極環形輸送帶。做好功率平衡，實現閉環自動調節，可降低輸送帶接頭的沖擊，延長接頭的壽命，防止斷帶事故發生。李雅莊煤礦充分利用現有設備，合理配置高壓軟啟動裝置和功率平衡閉環自動調節裝置，并有機地與PLC控制系統結合，來實現帶式輸送機的安全運行。

2 軟啟動裝置的種類和性能特點

電氣軟啟動主要有變頻調速系統、開關磁阻電動機調速系統（SRD）和可控硅降壓軟啟動三種方案。變頻調速系統，啟動力矩大，控制精度高，但結構復雜，造價高，多機平衡性差。開關磁阻電動機調速系統啟動電流小，啟動轉矩大，控制精度高，但系統復雜，造價高，噪聲大，故目前應用較少。可控硅降壓軟啟動的應用比較廣泛，設備性能可靠，維護量小，造價低，具有軟啟動、軟停機等功能，啟動時降壓對電網沖擊較小，但電動機輸出轉矩達不到負載時，電動機會出現堵轉，特別是重載時，給設備帶來不利影響，在運行中無法實現多臺主電機的功率平衡及膠帶的軟運行。

3 帶式輸送機的軟啟動、軟運行

李雅莊煤礦中央斜井強力膠帶和強力鋼絲繩膠帶帶長均超過2000m，由多臺主電動機6000V高壓同時驅動，選用了造價較為低廉、性能穩定、維護相對簡單的可控硅降壓軟啟動裝置，實現了強力帶的軟啟動。為消除使用該裝置電機堵轉和多機平衡問題，實現膠帶機的軟運行，選擇可控硅降壓軟啟動裝置配合調速液力耦合器使用。調速型液力耦合器從使用上來講相當于一種軟啟動裝置，但此種軟啟動在電氣方面對主電機來講，仍是直接啟動。如多臺大功率高壓電動機同時啟動帶多個液力耦合器驅動某一部皮帶，它的啟動電流仍是很大，對局部電網很不利。但液力耦合器能實現膠帶的軟運行，液力耦合器在轉動時，供油泵從液力耦合器油管里吸油，經冷卻后送至勺管殼體中的進油室，并經泵輪入油口進入工作腔中，同時工作腔中的油液從泵輪泄油孔泄入外殼形成一個旋轉油環，這樣就可通過液力耦合器的調速裝置操縱勺管徑向伸縮，任意改變外殼里油環的厚度，即通過改變抽油勺桿的位置，調節裝在電動機輸出軸與減速器輸出軸間的液力耦合器內部轉動介質的多少，來改變傳動轉矩，實現帶式輸送機的軟運行。

4 PLC可編程序自動閉環調節控制器的改造應用

利用人工控制調速型液力耦合器來實現軟運行，一是可操作性差，難度大；二是不能實現動態及時調節。為此對李雅莊煤礦強力帶式輸送機采用“PLC可編程序自動閉環調節控制器”進行改造。根據膠帶負載不同，從各主電動機、主回路所安裝的電流變送器取樣，并反饋電流信號至控制回路的PLC控制器，PLC控制器自動閉環調節系統迅速發出指令，及時調節各個液力耦合器的勺桿位置，即實現各主電動機功率的自動平衡調節（每2～3s進行一次自動調整，由PLC可編程序控制器自動進行），使膠帶機變速運行。當膠帶在空載時速度最低，并且在運行一圈后（500s），由PLC自動閉環調節各液力耦合器勺桿位置至最低，PLC發出軟停機信號，這時膠帶能再降速而停機、抱閘，實現其軟停止，自動起到節電效果。

5 應用效果分析

李雅莊煤礦強力帶式輸送機在改造過程中采用可控硅降壓軟啟動與液力耦合器配合使用，可謂是取長補短，優勢互補，設備啟動平穩可靠，軟啟動時對電網的沖擊大大降低。由于采用了PLC可編程序控制器進行自動閉環調節控制，膠帶機運行速度可實現動態自動及時調節，多臺主電動機功率可自動平衡。一年多來，皮帶接頭無維修（以往6個月接頭要大修一次）。安裝了PLC可編程序自動閉環調節軟運行裝置前后相對比，噸煤電耗降低0.5度，平均每月節約維護費用0.5萬元。礦井年產量按220萬t計，年可節約費用61萬元。噸煤電耗對比、維護費用對比如圖1、圖2所示。

圖1 噸煤電耗對比示意圖

圖2 維護費用對比示意圖

6 結束語

PLC可編程序自動閉環調節軟運行裝置在李雅莊煤礦強力帶式輸送機的改造及實踐應用，克服了強力膠帶機啟動時受沖擊力大，容易發生斷帶、使用維修率高等諸多弊端，特別是實現了膠帶動態自動調節平衡，大大降低了該礦帶式輸送機的運行費用。