(神华宁夏煤业集团有限公司汝箕沟无烟煤分公司 宁夏石嘴山 753003)
摘要：胶带输送机是目前煤矿生产中输送煤炭的主要方式,直接影响企业吨煤工耗和企业发展，经过分析发现,现阶段很多煤矿胶带运输机启动方式采用直接启动方式。虽然此种启动模式也能满足广大煤矿的生产需求,但是此种方式具有运行耗能高、可靠性低等弊端,无法发挥出胶带输送机的最佳性能。随着节能减排口号的提出,原有的胶带输送机启动方式已不能满足目前科技发展的需求。
关键词：高压变频器；煤矿胶带输送机；调速；节能；
变频器不仅能够实现煤矿胶带输送机的无级平滑调速，更可以提高胶带输送机运行的经济性。胶带输送机是我国目前煤炭运输过程中的重要运输设备，随着煤矿设备自动化的提高和国家节能降耗政策的实施，原来的胶带输送机启动方式已经不能满足现在的科技发展，需要我们对其不断地改进，创新和推广煤矿胶带输送机变频器节能技术，才能更好地适应节能减排的发展需要。
1 煤矿胶带输送机变频器的主要技术比较
胶带输送机采用变频启动与直接启动相比，具有启动转速低、扭矩大、带速可调范围大，胶带运行平稳等特点，而且更加节能环保。主要表现有：胶带输送机直接启动的方式会在出现因转矩大传导不均匀而引发机尾部反应慢，胶带抖动大。会造成运输不流畅的同时还增加了电能浪费，而使用变频启动后就会很好地解决这些问题。胶带输送机直启方式还会因启动速度过快，引起的胶带断裂和设备冲击等严重问题，使用变频启动可通过调节频率缓慢启动胶带输送机克服直接启动方式对设备损坏。同时，胶带输送机采用直接启动方式，液力耦合器本身就有耗能大、维护量大、二次成本高等缺点。同时通过阻燃液的传递动能导致能耗增大。因此，使用变频器控制的胶带输送机可以有效地解决以上问题，减少了胶带输送机的磨损和胶带的损耗，起到了节能环保的作用。使用防爆软启动模式，在胶带输送机空载启动时，转动平稳，转矩小，可以有效地减少冲击并延长设备的使用寿命。但在重载时，会对胶带输送机的胶带产生严重断带的危害。
2 变频器对煤矿胶带输送机的作用
2.1 可以做到软启动和软停车。运用变频器对胶带输送机进行驱动，变频器的软起动功能使电机软启动和胶带输送机软启动合二为一，通过电机的慢速起动，带动胶带输送机缓慢起动，胶带内贮存的能量缓慢释放，几乎对胶带不造成损害；设备启动特性平稳，极大降低了设备的维护检修量，同时节能效果明显。胶带机运行过程中，受环境的影响经常发生各类紧急停车故障，一旦重载停车，由于耦合器在软启动时启动速度过快，且对多电机的驱动胶带机无法做到各电机的功率平衡，易造成电机过载停车，对滚筒和联轴器等设备的损害十分大。改用变频器后可通过调节变频器输出频率的大小来实现各电机的功率平衡，在启动过程中通过降低电机的频率可实现在小电流下的大功率输出，最大程度降低了对电机及胶带机的损伤。
2.2 使功率更加平衡。煤矿的生产运输系统多以胶带输送机为主，运输系统检修维护的主要工作是胶带输送机的检修维护。胶带机的Et常检修工作中一个很重要的任务就是在胶带运行时检修胶带的磨损情况。但是，如果在满速情况下很难清楚地看到胶带的破损部位，因此说低速验带功能是胶带输送机的检修的主要要求。变频调速系统为无级调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可使胶带机在5～100％额定带速范围内的任意带速长期工作。
2.3 变频器的应用,使胶带输送机更加的节能。通常情况下，煤矿用电机在设计过程中放的裕量比较大，工作时绝大部分不能满载运行，电机工作于满电压、满速度而负载经常很小，也有部分时间空载运行。由电机设计和运行特性知道，电机只有在接近满载时才是效率最高、功率因数最佳，轻载时功率因数降低，造成不必要的电能损失。这是因为当轻载时，定子电流有功分量很小，主要是励磁的无功分量，因此功率因数很低。采用变频器驱动后，在整个过程中功率因数达0．9以上，大大节省了无功功率。电机与减速器之间是直接硬联接，中间减少了液力偶合器这个环节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而液力偶合器本身的传递效率是不高的，并且液力偶合器主要是通过液体来传动，而液体的传动效率比直接硬联接的传动效率要低许多，因而采用变频器驱动后，系统总的传递效率可提高5—10％。在变频运行中，在运煤量不大或空载的情况下，可将皮带机的运行速度降低，也可节约一部分电量。
3 煤矿胶带输送机变频节能需要的改进
3.1 提高技术要求，保证技术质量，变频器在煤矿胶带输送机中得到良好的应用，前提是技术有保障。（1）首先在变频器的选择上，一般情况下，煤矿中的变频器应用规格较高，选择要根据煤矿具体的胶带输送机规格选匹配的变频器规格，保证变频器自身的技术质量，切忌盲选。（2）其次要提高变频器的技术控制，无论是在安装上还是在煤矿胶带输送机运行过程中严格按照掌控好技术指标，保证煤矿胶带输送机作业的技术质量，比如控制变频器是普通变频器启动转矩的两倍以上，以保证煤矿胶带输送机运行速度的平稳。（3）此外，还需不断引进先进的技术，进行实时的创新，比如完善数字化与自动化管理，实现四象限运转与远程操作来保证作业安全等，以跟上新形式的发展需求，最大化实现节能效果。
3.2 提高胶带输送机变频器的散热功能。煤矿工作不同于其他行业，具有严峻的特殊性，矿井开采作业施工环境要求高，煤矿胶带输送机自身要具有严格的条件限制，特别是要满足防爆要求，因此变频器也是处在防爆腔内工作的，变频器的散热成为一大技术难点。一般的冷风、冷水散热系统显然不能适应煤矿胶带输送机变频器特殊作业环境的需求，必须对现存的散热技艺进行改进，一改传统复杂低效的散热程序，寻求有效解决变频器的散热功能的有效措施，降低变频器的能量消耗。
3.3 注重电磁兼容性的控制。煤矿胶带输送机变频器在矿井严峻的工作环境下，工作过程中通常会遭受电压不稳定、电磁辐射干扰、高次谐波等外界因素扰动，变频器自身在电压输入输出时也会产生高次谐波，对变频器甚至其他设备作业产生不利影响、引发故障、耽搁煤炭运输。因此，拥有强大的煤矿胶带输送机变频器电磁兼容性，才能克服不利环境的影响，减少胶带输送机故障的发生，实现节能高产。
4 对煤矿胶带输送机变频器节能应该注意的问题和效益分析
4.1 煤矿胶带输送机变频器的使用中，一般会遇到电磁干扰、电源异常、高次谐波、电动机温度过高和震动等问题。电磁干扰主要是变频器在井下恶劣条件工作时，容易受到辐射等电磁干扰，引起变频器误动等问题。电源异常是指，在变频器使用中，供电电源电压不稳定造成变频器低压运行，影响它的工作状态。高次谐波是变频器在运行时产生的，高次谐波会对变频器或周围电气设备产生干扰，引起故障。温度过热是指变频器在调速时，低速运行下，冷却能力下降而引起的电机过热。振动现象是由电机的脉动转矩与机械系统产生共振引起的，它会对电器造成机械损伤。
4.2 变频器带来的节能效益分析。我们以额定功率1200kwh的煤矿胶带输送机为例，在正常情况下，它每天的电量消耗是24480kwh，在使用了变频器后，每天的电量消耗是17135kwh，每天的节省量达到了30%之多，按每度电0.6元计算，每年带来的直接经济效益就有160万元。这其中还没有计算在胶带损耗、维修等方面的节省，由此可见看出，变频器对煤矿胶带输送机带来的节能效果是非常明显的。
结束语：
随着我国经济的不断发展，能源问题日益严重，节能理念在人们心目中的地位越来越高。如何有效地节约能源，一直都是我们研究的课题。文章就煤矿胶带输送机变频器节能进行了分析，提出了很多有建设性的意见，为我国煤矿胶带输送机变频器节能的发展做出了一定贡献。相信，在不久的将来，煤矿胶带输送机变频器节能一定会突飞猛进的发展，成为我国现代化建设的有效推动力。
参考文献：
[1]王利红. 对煤矿胶带输送机变频器节能的探讨.2016.
[2]李永硕. 煤矿安全生产中运用变频器应注意的几个问题.2016.
论文作者:殷建平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/10
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