亿欣煤业主运驱动系统改造研究

2018-11-01孟建兴田树河

山东煤炭科技 2018年10期

孟建兴田树河

（晋城煤业集团晋圣亿欣煤业，山西晋城 048000）

1 引言

山西晋煤集团晋圣亿欣煤业有限公司主平硐平均倾角3.93°，斜长1173 m，选用一部带式输送机担负煤炭运输任务。带式输送机采用机头双滚筒双电机驱动方式，选择2台YBPT355S2-4型变频调速三相异步电动机，电机功率200 kW，电压1140 V。输送机带宽1000 mm，带速3.15 m/s，运量800 t/h。矿井生产能力提升之后，运输煤量加大，主平硐带式输送机长期处于满负荷运行，有时单台电动机电流峰值达到160 A，出现输送机过负荷停车现象。

2 改造施工方法

2.1 驱动改造

将原双滚筒双电机驱动改造为双滚筒三电机驱动。

（1）在原有主平硐带式输送机的基础上，原有两套驱动装置不动，在第一传动滚筒处新增加一套驱动装置，包括电机、减速器、高低速联轴器、制动器、驱动底座；

（2）将原传动滚筒更换为双出轴传动滚筒（DTII04A7204S）；

（3）新增加的驱动装置与原驱动装置可完全互换，共用零配件。

2.2 电控改造

（1）将主平硐口配电室现有两台SCR10-630kVA 10/1.2kV变压器更换为两台SCR10-1000kVA 10/1.2kV变压器，同时更换变压器出线电缆（即变压器至1140 V开关柜），将原有 MYP-1.14kV-3×150+1×50电缆更换为 MYP-1.14kV-3×185+1×50电缆，共45 m；

（2）新增1140 V/400 kW配电开关柜一台，与原配电柜、新变频器柜配套，用以为新增变频器柜供电，安装于主平硐口配电室1140 V母线段；

（3）新增1140 V/250 kW变频器柜一台，与原有两台变频兼容能够实现同步配套，用以启动新增电机，安装于主井口房二楼变频器室；

（4）新增S7-300型PLC柜一套，与主站兼容，用以控制新增变频器，安装于主井口房二楼主控室；

（5）更换原变频器主控板及升级上位机软件、原PLC控制软件、原变频器同步控制软件，以适应新的三驱控制系统，使三驱达到同步并与上仓系统实现闭锁。

图1 驱动改造后示意图

2.3 变频驱动系统改造

新增加变频驱动系统由配电驱动部分和集中控制部分两部分组成。

（1）配电驱动部分

配电驱动部分包含一台配电柜、一台变频柜、原有两台变频柜主控板升级、三驱同步控制软件。配电柜的电源来自一层配电室1140 V馈电柜，能够保证新增变频柜的容量及保护功能。变频柜采用与原有变频柜一致的变频器品牌，且容量一致。原有两台变频柜主控板升级后能够与新增加变频柜实现三驱同步控制。

（2）集中控制部分

集中控制部分包含一台PLC控制柜、订制开发PLC控制软件、订制开发上位机控制软件。PLC控制柜采用西门子S7-300能够与原有PLC控制柜保持兼容。订制开发PLC控制软件和上位机控制软件不仅能够实现新增加驱动部分的监控，还能够与原有系统兼容实现三驱控制。

3 带式输送机运输能力计算

（1）计算参数

运距L=1173 m；带宽B=1000 m；能力系数b=375；长度系数C=1.09；摩擦系数f=0.03；带速v=3.15 m/s；总提升高度H=73 m；平均角度β=3.568°；启动系数K=1.2；围包角wrap=400；负载重量Qg=88.2 kg/m；胶带重量Qb=30.8 kg/m；上托辊重量Qro=23.28 kg/m；下托辊重量Qru=10 kg/m；托辊直径Φ=108 mm；重力加速度g=9.81 m/s2；惯性系数G=52。

（2）传动滚筒所需圆周驱动力计算

主要阻力：

倾斜运行物料阻力：

倾斜运行胶带阻力：

传动滚筒所需圆周驱动力：

（3）带式输送机驱动电动机功率计算

带式输送机稳定运行时传动滚筒所需运行功率：

带式输送机驱动电动机功率：

式中：

η1-驱动系统正功率运行时的传动效率，η1=0.85。

根据计算结果，主平硐带式输送机采用机头双滚筒三电机驱动方式，选择3台YBPT355S2-4型变频调速三相异步电动机，功率为200 kW，电压1140 V。

（4）带式输送机运输能力计算

4 改造前后性能比较

亿欣煤业主运驱动系统改造前后性能比较见表1。

5 结语

本次改造利用原有带式输送机，增加1台YBPT355S2-4型变频调速三相异步电动机，将主平硐口配电室现有两台SCR10-630kVA 10/1.2kV变压器更换为两台SCR10-1000kVA 10/1.2kV变压器，新增114 0V/400 kW配电开关柜一台、1140 V/250 kW变频器柜一台、S7-300型PLC柜一套，节省1套带式输送机及配套电控部分的成本投入，实现主运系统的升级改造。改造后带式输送机的运量由原来的800 t/h增加到1000 t/h，带式输送机满载运行时，单台电动机电流最大值110 A，没有出现过负荷停车现象。