李雅庄煤矿强力带式输送机改造应用研究

2019-07-30穆宝瑞

山东煤炭科技 2019年7期

穆宝瑞

（霍州煤电集团李雅庄煤矿调度室，山西霍州 031400）

1 工程概况

强力带式输送机是利用钢丝绳芯弹性强力胶带作为煤的运输设备，胶带是通过加热硫化黏合后而形成的多接头无极环形输送带。做好功率平衡，实现闭环自动调节，可降低输送带接头的冲击，延长接头的寿命，防止断带事故发生。李雅庄煤矿充分利用现有设备，合理配置高压软启动装置和功率平衡闭环自动调节装置，并有机地与PLC控制系统结合，来实现带式输送机的安全运行。

2 软启动装置的种类和性能特点

电气软启动主要有变频调速系统、开关磁阻电动机调速系统（SRD）和可控硅降压软启动三种方案。变频调速系统，启动力矩大，控制精度高，但结构复杂，造价高，多机平衡性差。开关磁阻电动机调速系统启动电流小，启动转矩大，控制精度高，但系统复杂，造价高，噪声大，故目前应用较少。可控硅降压软启动的应用比较广泛，设备性能可靠，维护量小，造价低，具有软启动、软停机等功能，启动时降压对电网冲击较小，但电动机输出转矩达不到负载时，电动机会出现堵转，特别是重载时，给设备带来不利影响，在运行中无法实现多台主电机的功率平衡及胶带的软运行。

3 带式输送机的软启动、软运行

李雅庄煤矿中央斜井强力胶带和强力钢丝绳胶带带长均超过2000m，由多台主电动机6000V高压同时驱动，选用了造价较为低廉、性能稳定、维护相对简单的可控硅降压软启动装置，实现了强力带的软启动。为消除使用该装置电机堵转和多机平衡问题，实现胶带机的软运行，选择可控硅降压软启动装置配合调速液力耦合器使用。调速型液力耦合器从使用上来讲相当于一种软启动装置，但此种软启动在电气方面对主电机来讲，仍是直接启动。如多台大功率高压电动机同时启动带多个液力耦合器驱动某一部皮带，它的启动电流仍是很大，对局部电网很不利。但液力耦合器能实现胶带的软运行，液力耦合器在转动时，供油泵从液力耦合器油管里吸油，经冷却后送至勺管壳体中的进油室，并经泵轮入油口进入工作腔中，同时工作腔中的油液从泵轮泄油孔泄入外壳形成一个旋转油环，这样就可通过液力耦合器的调速装置操纵勺管径向伸缩，任意改变外壳里油环的厚度，即通过改变抽油勺杆的位置，调节装在电动机输出轴与减速器输出轴间的液力耦合器内部转动介质的多少，来改变传动转矩，实现带式输送机的软运行。

4 PLC可编程序自动闭环调节控制器的改造应用

利用人工控制调速型液力耦合器来实现软运行，一是可操作性差，难度大；二是不能实现动态及时调节。为此对李雅庄煤矿强力带式输送机采用“PLC可编程序自动闭环调节控制器”进行改造。根据胶带负载不同，从各主电动机、主回路所安装的电流变送器取样，并反馈电流信号至控制回路的PLC控制器，PLC控制器自动闭环调节系统迅速发出指令，及时调节各个液力耦合器的勺杆位置，即实现各主电动机功率的自动平衡调节（每2～3s进行一次自动调整，由PLC可编程序控制器自动进行），使胶带机变速运行。当胶带在空载时速度最低，并且在运行一圈后（500s），由PLC自动闭环调节各液力耦合器勺杆位置至最低，PLC发出软停机信号，这时胶带能再降速而停机、抱闸，实现其软停止，自动起到节电效果。

5 应用效果分析

李雅庄煤矿强力带式输送机在改造过程中采用可控硅降压软启动与液力耦合器配合使用，可谓是取长补短，优势互补，设备启动平稳可靠，软启动时对电网的冲击大大降低。由于采用了PLC可编程序控制器进行自动闭环调节控制，胶带机运行速度可实现动态自动及时调节，多台主电动机功率可自动平衡。一年多来，皮带接头无维修（以往6个月接头要大修一次）。安装了PLC可编程序自动闭环调节软运行装置前后相对比，吨煤电耗降低0.5度，平均每月节约维护费用0.5万元。矿井年产量按220万t计，年可节约费用61万元。吨煤电耗对比、维护费用对比如图1、图2所示。