摘要：带式运输机作为一种高效的物资输送系统在各个行业得到了广泛的应用，特别是对于生产规模日益扩大的煤矿井下运输而言，带式运输机整体运行效能对井下煤炭生产运输的综合效益有着显著的直接影响。其中，带式运输机启动、运输量与速度之间的调节匹配是关乎带式运输机输煤系统运行能耗的要点。现阶段，大部分带式运输机的输煤控制系统仍只是简单地调控运输的顺启和逆停2个环节，这种调控方式远远不能满足井下煤炭运输的安全、高效、节能要求。有鉴于此，本文提出一种新型的自控系统，从而解决带式运输机启动不稳定、运输量与带速无法匹配的问题，并实现运煤系统“多煤快运、少煤慢运、无煤待机”的智能调控，实现生产能耗的降低。
关键词：带式运输机；输煤系统；节能
1燃料和输煤系统影响机组经济性的因素
1.1燃料煤质管理工作
1.1.1燃料平衡
燃料平衡就是平衡期内燃煤、燃油、燃气、生物质燃料、可燃生物垃圾等购入燃料量和生产用燃料量、非生产用燃料量、燃料贮存量、各项损失量之间的收支平衡关系。锅炉给煤机称重与输煤皮带秤偏差控制在规定范围内。例如，根据2017年1月份上煤与耗煤数据统计表，通过锅炉给煤机统计的耗煤量26.0896万t，通过输煤系统皮带秤统计的上煤量31.0049万t，上煤与耗煤偏差4.9153万t，秤称重数偏差较大，建议对给煤机称重和输煤皮带秤进行校验。
1.1.2煤质
锅炉燃烧需要与设计煤种和校核煤种相近的煤，但是实际上均有偏差，但是关键参数要控制，例如，某发电厂燃煤分为掺烧煤和混煤，掺烧煤为准2，混煤为神混5000，目前每台机组#E仓为掺烧煤，其它原煤仓为混煤，采用分仓上煤的混配煤的方式，确保锅炉安全稳定燃烧。煤质主要指标入炉煤与入厂煤发热量差值、入炉煤与入厂煤水份差值，反映发电厂燃料管理水平，影响机组经济性。
1.2输煤系统
1.2.1输煤系统耗电率和单耗分析
输煤系统经济指标主要有输煤系统耗电率和单耗。因为各厂输煤系统差异性较大，仅能够发电厂与自身比较，分析能耗指标。因各单位输煤系统不同，输煤耗电率和单耗开展横向对比的工作没有意义，建议后续发电厂专业内部开展纵向对比分析，制定一个合理的考核值，开展耗电率和单耗小指标管理。
1.2.2影响输煤系统经济性的因素
（1）煤车空车清理煤底干净。例如，某发电厂靠近翻车机端的6节车翻卸后没有清理，检查期间对车内煤进行收集称重，每节车内约有40kg，每列车约有240kg煤没有清理。
（2）翻车机翻卸速度控制。目前翻车机系统能够实现自动运行，连锁信号工作正常，实际翻卸能力单个循环为322s，约11.2翻/h，设计值为时18翻/h，国内单台双车翻车机常规控制在13翻/h。通过对翻车机翻卸作业过程的现场跟踪，迁车台对位拨接重车、重车翻内定位重钩后拨车机启动、迁车台空车线到位推车机启动、迁车台内空返重车线，上述环节约有15～20s的时间冗余，在保障安全尽量不提设备速度的前提下，调整程序去除时间冗余。
（3）上煤系统综合出力。1月份总上煤量31.0049万t，上煤系统总运行时间约391.6h，上煤系统综合出力约792t/h，设计出力为1200t/h，上煤系统综合出力为设计值的66%。
2带式运输机输煤系统自控系统设计
本次研究所设计的带式运输机输煤系统自动控制系统的组成设备主要包括高低压开关柜、带式运输机保护设备、高压变频调速装置、带式运输机液压振动系统、带式运输机自动张紧装置等。
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整个系统兼具自控、集控、遥控、手动控制和检修控制等多种运行模式，配设有多种通讯端口和通讯协议，能够与绝大多数井下通讯网络实现联通。此次设计的输煤控制系统所涉及的被控设备包括5台带式运输机和1个破碎站，为确保系统运行的安全、稳定，特意在井下搭建了一套400H冗余系统，整个系统包括1个主站和6个分站。对于整个输煤控制系统的软件设计，采用WINCC软件作为上位机监控软件，用于确保系统操控作业的协调一致，通过该软件能够实现对整个输煤系统的投、解连锁操控和对任意单台带式运输机运行参数的实时监控。
整个系统的节能调速设计以第1台带式运输机充当称重单元，通过对其单位时间内运输量均值Qc的测定，将所得数据实时传输至控制主站，主站智能系统结合煤炭运输方向各带式运输机搭接次序及其自身运行的实时带速，有针对性地制订适宜的带速调节时机和调节量。此外，当运输量增加而需要加速时，系统会对运输机的速度调节设定一定的提前量，从而规避突然提速导致的撒煤或压煤现象。
3输煤系统节能控制实践分析
为了对此次设计的带式运输机输煤系统节能控制运行的有效性进行验证，在作业面开展为期2d的试验：第1天选用一般控制手段调控运输机输煤系统，也就是按顺序启停并以额定带速调控设备；第2天选用新的节能控制手段调控运输机输煤系统。最后对这两天的运行数据进行比对分析。
第1天：输煤系统中的5台带式运输机（S0～S4）按照逆煤流方向依次启动，并将其带速设定为4m/s，借由人为给定运输量，使运输机以2000t/h、1500t/h、1000t/h和500t/h的运输量分别运行1h，每隔15min对各运输机的运行功率进行测定，并记录运输机运行功率均值。
第2天：采用新设计的节能调控系统对带式运输机进行操控，同样采取人为给定运输量的方式，使运输机以2000t/h、1500t/h、1000t/h和500t/h的运输量分别运行1h，每隔15min对各运输机的运行功率进行测定，并记录运输机运行功率均值。通过对上述数据的分析比对可知，采用节能控制设计后，随着运量的减少，运输机能耗显著降低，一般控制法4h能耗比节能控制法多873kW•h，按照井下“三八”工作制计算，采用节能控制设计后全年能耗可降低7.5×105kW•h，节能效率达到10%。同时，随着煤炭运输带速的降低，带式运输机损耗也会在一定程度上降低，有助于延长带式运输机的使用寿命。
4电厂输煤系统安全运行措施
4.1皮带质量控制
皮带带给输煤系统的影响是非常突出的，故需要选择下述举措与方式，保障皮带安全运行。首先严格控制皮带机质量，皮带接口属于关键环节，粘结好皮带后需对接口做系统、全面检查。合格后检查皮带是否存在跑偏情况。结束检查后清理作业现场。其次定期检查皮带，包括速度正常与否、有无跑偏情况，滚筒与托辊转动灵活与否。假设发现了问题应及时处理以免问题扩大威胁设备正常运行。最后完善保护措施，定期检验保护装置。
4.2燃煤质量控制
因燃煤本身的性质同样会带来安全问题，所以需要对燃煤质量予以关注。交接班时应做好煤管粘煤情况的检查，定期开展清理活动。上煤结束后需立刻清理，保障煤管通畅。此外定期试验检测堵煤信号传感器。正常情况下每月测量一次确保传感器能够正常运行。及时清理输煤系统堆积煤炭，所有工作日都要进行皮带冲洗，每日冲洗次数由当日输煤情况决定，最低每日2次。及时清除皮带上的散落煤。优化调整燃料运行方式，原煤水分如果没有超出标准值可直接上仓。假设煤矿变湿，需停止供应，使用斗轮机取。假设有少量水分超标煤矿进入到了煤仓，需立刻汇报并根据实际情况启动防堵计划，保障安全。如果煤水分超标，上煤前应主动请示领导，上煤时目测煤水分状况。做好煤水分记录将情况报告给班组长。
总之，通过对燃料和输煤系统节能指标分析和影响因素及产生后果，不仅影响设备可靠性，而且更主要是影响机组经济性，因此，对燃料和输煤系统中影响机组经济性的关键指标，作为节能管理的主要内容，希望能够引起节能专业高度重视，切实提升机组经济性。
参考文献：
［1］郝弘毅，白燕清.煤矿带式输煤系统节能技术探讨［J］.科技创新与应用，2018（2）：42-43.
［2］王雪池.带式输送机变频调速节能控制系统研究［J］.中国新技术新产品，2015（22）：9.
论文作者:石峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/22
标签：运输机论文; 系统论文; 节能论文; 运输量论文; 燃料论文; 皮带论文; 井下论文; 《基层建设》2019年第11期论文;