选煤厂带式输送机节能降耗优化改造研究

2021-11-09申延凯

山东煤炭科技 2021年10期

申延凯

（西山煤电（集团）有限公司屯兰选煤厂，山西古交 030299）

1 工程概况

西山煤电集团屯兰选煤厂为特大型炼焦煤选煤厂，生产能力为400 万t/a。屯兰选煤厂采用无压给料三产品重介质旋流器分选+浮选联合工艺，采用225 带式输送机对洗选原煤进行输送作业，因市场因素屯兰选煤厂建设初期对于原煤输送能力设计为2000 t/h，该输送能力已完全不能满足400 万t/a 的洗选要求。基于当前需要对屯兰矿全部原煤进行入洗的要求下，对选煤厂筛分、洗选能力分析可知，选煤厂224 原煤入洗带式输送机设计能力为547 t/h，但225 原煤带式输送机实际运行中原煤运输能力最大值仅维持在1094 t/h 左右，对于2000 t/h 的设计值，225 原煤带式输送机的实际使用率仅仅约为50%的水平，效能浪费问题较为严重。选煤厂对225 带式输送机驱动部件进行技术改造[1-6]，从而用来提高225 带式输送机的运行效率，降低设备的磨损，提高设备的使用寿命，创造较好的经济效益。

2 带式输送机改造方案与选型

屯兰选煤厂225 原煤带式输送机为淄博先河机电公司生产DT II 型固定带式输送机，采用单传动滚筒单电机驱动，驱动装置布置在机头部卸载端，防爆电机+减速器，拉紧器采用尾部自动液压拉紧。225 原煤带式输送机参数：输送量2000 t/h，带速4.0 m/s，带宽1400 m，长度192.66 m，YB2-355M1-4 型隔爆型三相异步电动机220 kW，液力耦合器YOXIIZ560 型，滚筒直径1000 mm。

225 原煤带式输送机节能降耗优化改造方案：主要是对输送机的运行带速和输送量两方面进行结构改造，并配套相应的零部件。带速从4 m/s 调整为2.5 m/s，输送量从2000 t/h 调整为1600 t/h。

3 功率设计计算及选型

3.1 带式输送机电机选型设计

225 带式输送机原先采用功率为220 kW 的YB2-355M1-4 型隔爆型三相异步电动机，现调整功率为132 kW 的Y315M-2 型电机，可节约电能损耗。优化后设备传动滚筒的圆周驱动力FU计算如下：

（1）主要特种阻力FH，包括承载分支的物料、输送带移动以及托辊旋转所出现的阻力。

式中：FH为主要特种阻力，N；f为模拟摩擦系统，取0.03；l为输送机长度，66 m；g为重力加速度，取9.8 m/s2；qRO为每米长度上托辊转动部分质量，取32.5 kg/m；qRU为每米长度下托辊转动部分质量，取12 kg/m；qB为每米长度上胶带质量，取40 kg/m；qG为每米长度上物料质量，取167 kg/m；δ为输送机的工作倾角，12°。

（2）倾斜阻力Fst是指物料在斜巷产生的下滑力，计算如下：

式中：Fst为倾斜阻力，N；g为重力加速度，取9.8 m/s2；qG为每米长度上物料质量，取167 kg/m；H为带式输送机提升或下降物料高度，取14 m。

（3）附加特种阻力主要为清扫器阻力，约为4000 N。

因此，优化调整后225 带式输送机传动滚筒运行总阻力FZ=5552+22 912+4000=32 464 N。

3.2 驱动功率

式中：PM为滚筒轴功率，kW；P0为滚筒轴功率，kW；η1为电压降系数，取0.94；η2为联轴器效率，取0.96；η3为减速器效率，取0. 94。

因此，从对带式输送机的驱动电机功率计算可知，选用电动机其驱动电机功率超过114.6 kW 即可满足调整后的225 带式输送机驱动功率的要求。基于225 带式输送机带负荷启动的需要，在实际选型中需要对电动机功率进行一定程度的放大考虑，确定电动机功率为 132 kW，查阅手册，确定选用YBX3-315M-4 型电机。

3.3 液力耦合器配套选型

调整后，225 带式输送机电机型号为YBX3-315M-4，电动机轴径为Ф80 mm，将液力耦合器型号由YOXIIZ560 更换为配套的YOXsjIIz500 型液力耦合器。

3.4 减速机选型

225 原煤带式输送机输送量由2000 t/h 降低至1600 t/h 左右后，结合该选煤厂现有减速机的库存情况，选用减速机型号为M3RSF50+FAN（03）i=25。M3RSF50 +FAN 减速器额定功率242 kW，减速器额定功率与电机功率之比计算=242/132 = 1.83＞ 1.6，因此，选用的M3RSF50 减速机满足工作要求。

3.5 主驱动滚筒选型

225 原煤带式输送机滚筒直径从1000 mm 调整为800 mm 后，基于滚筒张紧力的要求，需要对主驱动滚筒做陶瓷包胶，对第一道、第二道清扫器进行调整，将带式输送机支架加高，符合输送带与主传动滚筒的包角要求。

4 效果分析

（1）延长了带式输送机易损件的使用寿命

屯兰选煤厂225 原煤带式输送机节能降耗优化改造后，提高了设备易损件的使用寿命，经济效益显著。节能降耗优化改造后，225 原煤带式输送机运行速度下降比例达到了37.5%，带面和滚筒磨损程度大幅度降低，大块原煤和矸石对带面的损伤力度也大幅度减小。带面平均使用寿命从1.2 a 延长到2.2 a，托辊平均使用寿命从2.8 a 延长到4.8 a，滚筒平均使用寿命从2.5 a 延长到4.5 a。以屯兰选煤厂400 万t/a 的原煤入选能力进行计算，225 原煤带式输送机每年对于带面、托辊、滚筒等易损部件可节约10 万元左右。

（2）降低带面和滚筒的维护成本

屯兰选煤厂225 原煤带式输送机节能降耗优化改造后，因运行速度下降达37.5%，运行速度下降后带面更换次数明显减少，硫化接头费用降低；滚筒、托辊磨损减小，滚筒陶瓷包胶次数减少，托辊轴承更换次数降低。以屯兰选煤厂400 万t/a 的原煤入选能力进行计算，225 原煤带式输送机对于带面、托辊、滚筒的维修费用可节约1.5 万元左右。

（3）电能成本经济效益分析

屯兰选煤厂225 原煤带式输送机电机更换为YBX3-315M-4 型电机后，电机功率从220 kW 降低到了132 kW，经计算吨煤电能损耗由0.060 7 元/t下降至0.048 1 元/t，吨煤电耗量明显减少。以屯兰选煤厂400 万t/a 的原煤入选能力进行计算，每年可节约电费约6.17 万元。