浅析煤矿设备皮带机变频器的节能问题

汤守义（开滦集团公司钱家营矿业分公司，河北唐山 063000）

浅析煤矿设备皮带机变频器的节能问题

汤守义
（开滦集团公司钱家营矿业分公司，河北唐山 063000）

皮带机是煤矿设备中关键的设施，随着国家环保和节能意识的增强，原先的皮带机已经不能适应煤矿企业发展需求，只有不断进技术并进行新方法研究，才能促进煤炭企业的发展。变频器是一种可以保证煤矿皮带的顺利运行，提升皮带机的运行效率的仪器，将其应用到皮带机中，可以取得较大的经济效益。本文主要对煤炭设备皮带机变频节能问题进行研究，结合煤矿企业实际生产状况，对皮带机变频器的节能技术进行了探讨，希望可以给煤矿企业的发展提供借鉴。

煤矿 皮带机 变频器 节能技术

皮带机是目前煤矿企业生产中传输煤量的主要方式，对产煤量和产煤效率具有直接影响。经过分析发现，现阶段很多煤矿皮带生产传输较常用调级方式。虽然此种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，无法发挥出皮带机的最佳性能。随着节能减排口号的提出，原先的输送技术已经不能满足国家需求。

1 变频器对皮带机的作用

（1）可以实现软启动和软停车。由于皮带启动由电机带动，所以变频器驱动皮带机时，皮带也随着电机转动缓慢运行，内部能量可以缓慢释放，不会对皮带产生任何不利影响，可以顺利完成软启动和软停车。（2）降低了皮带强度要求。在变频器的作用下，可以对皮带启动时间调节，不会出现突然启动，对皮带产生的损坏小，强度要求也会降低。（3）可以减少设备维护。利用变频器可以让设备寿命转化为和变频器寿命，在启动后具有强大的缓冲效果，减少了设备维护次数，降低了能耗，延长了设备使用寿命。第四，平衡了功率。双筒滚筒驱动和单筒驱动是煤矿作业皮带机的主要方式，通过变频器可以平衡功率实现电机同步运行。第五，符合节能环保要求。由于煤矿生产并不是满载运行的，经常会出现轻载和空载，增加了能量耗费，所以必须利用变频技术减少功率浪费。

2 进行煤矿皮带机频频器主要技术比较

变频器皮带机使用后，不仅提升了煤矿圣餐效率，还保证了系统的稳定运行，符合节能环保要求。发生的主要变化是：皮带机变频器使用后，不会出现因传导力不均匀、转矩过大和物料堆积在皮带机底部等问题，减少了电能耗能，解决了生产不流畅等问题。皮带机启动后，由于启动速度较快，经常会产生设备冲击力较大和皮带断裂等问题。使用变频器后，通过变频器的调节，可以保证皮带机缓慢启动，避免了上述问题的发生。从皮带机方面分析，由于皮带机液力耦合器本身具有耗能大、成本高和维护量大的等问题，所以不能满足经济环保需求，而且发生故障后，设备会停止运行，严重影响了煤矿作业的生产。以上所有问题的出现，都可以借助变频皮带机解决上述问题，不仅降低了皮带机的磨损，而且符合节能环保需求。启动防爆软启动模式后，虽然皮带机空载运行时，可以平稳运行，降低了冲击，延长了设备使用寿命，但是重载时，会发生严重的跳闸问题，对皮带机运行产生了严重损害。

3 煤矿皮带变频器对环保节能的要求

由于很多皮带机并不能直接应用变频器，所以必须对变频器进行如下调节，满足以下要求后再进行使用。

3.1 变频器基础指标要求高

启动变频器后，转矩必须保证达到原先转矩的两倍以上，加速过程必须稳定进行，运行速度曲线最好控制成“S”型，同时进行数字自动化控制，完成四象限运行，及时解决能量回馈问题。

3.2 增加散热功能要求

原先很多变频器都利用冷水系统和冷风进行散热。由于煤矿变频皮带机对防爆具有严格要求，所有变频器都必须在防爆范围内工作，所以之前使用的散热方式不能符合变频器皮带机要求，冷风降温效果不明显，必须积极进行变频器调整，提高散热。

3.3 突出变频器的电磁兼容性

煤矿皮带机变频器经常在煤矿井下作业，由于煤矿井下环境特别恶劣，所以进行工作时，很多变频器都会受到环境影响。而且皮带变频器进行工作时，经常会受到吗、输出电压和电流中高次谐波的影响，对变频器及周围电气设备的正常运行造成了很大影响，不能保证周围电气设施的安全。

4 矿皮带机变频器节能应用中应该注意的问题

4.1 煤矿皮带机变频器应用中的问题

使用皮带机变频器的时候，经常会受到电磁干扰、电动机温度较高、震动、高次谐波等多种问题的影响，对皮带机变频器的正常工作造成了影响。电源异常表示使用变频器的时候，如果供电电源不稳定，就会让变频器在低压状态下运行，影响了皮带机的正常作业。产生电磁干扰的主要原因是变频器在井下工作的环境较恶劣，在电磁辐射的影响下产生电磁干扰，然后引起变频器错误启动。震动主要由机械系统和电机脉动转矩共振产生，容易对机器产生机械损伤。和变频器在运行时会产生高次谐波，在高次谐波的作用下，会对变频器周围电气设备产生作用，发生设备故障。产生温度过热的主要原因是变频器低速运行时，冷却能力发生下降产生的一种现象。

4.2 变频器产生的经济效益

将额定功率是1200kw·h的煤矿皮带机作为研究。此机器在正常状态下，每天耗费电能是24480kw·h，使用变频器之后，皮带机每天耗电量为17134kwh，降低了30%左右的耗能，如果按每读电0.6元计算，每年可以节约160万元。节省的总资金主要包括维修、皮带损耗等方面的花费。所以可以看出，变频器对煤矿皮带具有明显的节能效果。

5 结语

随着经济发展，能源耗费量不断增加，节能环保问题已经成为人们探讨的主要话题。由于煤矿企业是我国资源耗费的主要组成部分，所以必须对其进行控制，减少能源浪费，向可持续发展方向发展。本文主要从煤矿生产中皮带机变频节能技术方面进行分析，根据生产中存在的实际问题，针对性的提出一些节能方法，同时对煤矿设备皮带机变频器应用中应该满足的条件和注意问题进行的介绍。希望本文分析可以给煤矿皮带机变频节能技术的研究提供参考，带动我们煤矿企业向节能环保方向发展。

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汤守义（1980—），男，河北唐山人，本科，毕业于中国矿业大学，机电工程师，研究方向：电气。