煤礦帶式輸送機的節(jié)能技術研究分析

曹發(fā)亮

（山西寧武大運華盛能源集團有限公司， 山西 忻州 036700）

引言

帶式輸送機屬于連續(xù)輸送設備，其優(yōu)勢主要在于輸送效率高、型號選擇多，因此現如今被廣泛應用于各類工業(yè)領域中。隨著礦山生產規(guī)模的不斷擴大，經過科研攻關，我國煤礦帶式輸送機向長運距、高帶速、大運量的方向發(fā)展，在此過程中比較嚴重的問題是控制模式和能耗問題，因此必須對能源消耗方面加大關注力度，結合現代化手段進行優(yōu)化，保證行業(yè)發(fā)展建設能夠契合時代發(fā)展需求。

1 煤礦帶式輸送機電氣節(jié)能概述

帶式運輸機有著復雜的組成成分，比如常見的改向滾筒、輸送物料帶、尾部滾筒等重要設施，此些設備能夠保證帶式輸送機平穩(wěn)運行。科學技術發(fā)展快，可配備多樣化類型的設施設備開展控制工作。如圖1 所示為帶式輸送機結構圖。帶式輸送機的兩個驅動滾筒分別位于首尾兩側，應用拖輥推動皮帶進行正常運輸工作，為避免在運輸執(zhí)行中受拉緊力影響損壞皮帶產生斷裂風險，通常情況下應用支承輥進行運輸，以V 字模式排列運輸，確保能夠平穩(wěn)運行，加速帶式輸送機工作效率[1]。

圖1 帶式輸送機結構圖

2 煤礦帶式輸送機的電氣節(jié)能方向

不同煤礦在實際開采和運輸中都會存在一定的參數差異，對電機的功率要求也不相同，因此在電氣節(jié)能中需要進行綜合分析，以此提高整體效果。

2.1 電動機變頻調速

我國經濟發(fā)展快，各行各業(yè)應用能源數量增加，目前對節(jié)約型生產有了更高的要求，煤礦企業(yè)若想在當前時代中立足，必須結合相關技術對機械設備進行改造。在降本增效中，電動機節(jié)能屬于重要內容，包含了變極調速法、電阻調速法等內容，使用動態(tài)的方式來調節(jié)電源頻率，因此應結合實際情況應用電動機節(jié)能，變頻調速部分線路如圖2 所示[2]。

圖2 電動機變頻調速

2.2 電動機加液傳動

2.2.1 黏性離合器

黏性離合器又稱Ω 離合器，需要使用時把輸出加速裝置安裝到電液控制器里面，防止電機啟動后空載轉動，有著改變傳遞力矩的優(yōu)勢。并且此種離合器可進行機電一體化的操作，當轉動速度到達一定數值，能夠自動施加液體壓力。添加適當壓力后，Ω離合器系統(tǒng)便開始運轉，以此實現節(jié)能調節(jié)。

2.2.2 液力耦合器

電動機加液力耦合器能夠把控有關變量的輸出（如圖3 所示），調節(jié)導管能夠將工作充油量改變，也能夠將變電機的輸出力矩和轉速改變，此種驅動裝置可平穩(wěn)處理系統(tǒng)的開始和停止，在帶式輸送機轉動速度不變的情況下，會持續(xù)使煤輸運的能源減少，從而浪費能源。優(yōu)化的時候，要重點關注調速型液力耦合器充油含量，從而實現準確把控電力資源使用量。

圖3 液力耦合器

2.3 電動機降能優(yōu)化

在實際生活中，優(yōu)化電動機降能屬于常見操作，因此在優(yōu)化過程中要結合電動機運輸能力和工藝、相關參數調控電動機的輸送效率，有效提高帶式輸送機工作效率，保證輸送機的平穩(wěn)運行，避免因高摩擦系數而導致電能的浪費。煤礦企業(yè)在生產時，帶式輸送機運量可能會出現變化，若是長期波動不僅會造成電能資源浪費，且可能會埋下嚴重的安全隱患，因此需要對載荷進行平均的分配，提前設定標準線路使帶式運輸機在出現偏差后能夠自行調節(jié)，從而進一步提高帶式運輸機的運行效率，避免出現資源浪費的情況，為后續(xù)運行奠定堅實基礎[3]。

3 煤礦帶式輸送機的電氣節(jié)能技術優(yōu)化策略

3.1 控制電機功率

若想切實減少煤礦帶式輸送機的整體能源消耗，必須對電機功率控制加大關注力度，首先對電機的電流輸出進行實時的監(jiān)測，減少電機功率的輸出。同時，在輸運的過程中要根據輸運量合理選擇型號，如生產量較小則無需選擇大型號輸送機，避免出現能源過載消耗的情況，保證電機能在額定的功率下進行良好的運輸。以大型煤礦廠為例，通過合理控制平均每月可節(jié)電11 221 kW·h，最終統(tǒng)計節(jié)能率為23.72%[4]。

3.2 設計節(jié)能控制系統(tǒng)

當輸送帶的負載達到一定程度時，所需要克服阻力做的功相應地也會增加，在設計控制系統(tǒng)時要全方位考慮，比如應先將帶式輸送機數據進行整合，然后準確計量消耗能源的必備條件，把信號反饋到煤機，通過反饋的信號明確是否增加煤量，提升輸送機工作效率，節(jié)約電能，電氣節(jié)能系統(tǒng)如圖4 所示，能夠顯著提高煤炭企業(yè)的整體效益。

圖4 電氣節(jié)能系統(tǒng)

3.3 設計紅外感知設施

優(yōu)化帶式輸送機紅外感知設施，將此設施設置在輸送帶兩側，進而監(jiān)控設備運行的情況，在此過程設計的輸送帶距離為5 mm，并準確判斷傳輸端到發(fā)送端運行的數據，防止由于偏位問題出現能源消耗，當出現高能源消耗狀態(tài)后，可以將信息數據傳輸到控制中心，直到其恢復到正常值。

3.4 融入現代科學技術

煤礦生產會受到外界因素影響，若要順利開展運輸工作，則要將現代化的科學技術融入到帶式運輸機中，同時也要把自動控制技術、人工智能技術等技術融入到系統(tǒng)運行中，同時也能夠根據帶式輸送機的運行參數安裝核心PLC 控制器，將輸送帶的速度信號視為控制系統(tǒng)的輸出信號，如出現波動信號時能夠按照既定程序進行自動調節(jié)，從而避免出現高能源消耗的情況。

4 煤礦帶式輸送機的電氣節(jié)能技術應用效果

現如今帶式輸送機在電氣節(jié)能技術的支持下，已發(fā)展到多功能、多用途性能、多系列的帶式輸送機，各類新型號帶式輸送機填補了多項國內空白，加快了煤礦行業(yè)發(fā)展的步伐。在煤礦帶式輸送機應用電氣節(jié)能技術后，消耗可以節(jié)約30%左右，以此避免造成電能資源浪費，增加建設成本費用，加快煤礦行業(yè)發(fā)展速度。原傳統(tǒng)電機直接由工頻驅動時，滿載時功率因數遠低于0.8，在經過節(jié)能技術的系統(tǒng)優(yōu)化后，電源側的功率因數可提高到0.9 以上，可進一步節(jié)約上游設備的運行費用；通過調節(jié)電機轉速實現節(jié)能，主設備及相應輔助設備如軸承等磨損減輕，可對電機實現軟起動，在整個運行范圍內損耗減小，保護了電機，電網電壓在-15%～+10%之間波動時，系統(tǒng)可正常運行，以此顯著提高煤礦產業(yè)的整體效益。帶式輸送機通過上述節(jié)能措施進行優(yōu)化，可以實現全過程變頻調速，這種方式不僅能夠顯著提高煤礦生產效益，且可以避免“大馬拉小車”這一問題的出現，且優(yōu)化后的系統(tǒng)整體更加穩(wěn)定，能夠為煤礦企業(yè)節(jié)省大量電力資源支出，且能夠防止因能源過于浪費而對環(huán)境造成污染，通過實際運行進行統(tǒng)計，上述措施能夠節(jié)約30%以上的能源消耗，進一步提高煤礦行業(yè)發(fā)展效率。

5 結語

為了避免出現浪費資源的情況，則應實施有效的解決措施，優(yōu)化升級目前使用的生產設備。帶式運輸機便是當下主要的問題之一，因此需要結合實際情況解決“大馬拉小車”這一情況，優(yōu)化帶式運輸機，節(jié)省空載運行時間，確保后續(xù)建設滿足綠色發(fā)展要求，可以連續(xù)生產煤炭，節(jié)約更多的能源，使節(jié)能效果更加顯著，為后續(xù)行業(yè)發(fā)展建設提供保證。