合康防爆變頻技術在煤礦生產中的應用

       山西宏盛能源開發(fā)投資集團有限公司組建于2008年5月，是一家主營煤礦開采、煤炭洗選，涉足物資物流、商業(yè)、房地產、文化教育等多個產業(yè)的綜合民營企業(yè)集團，煤種主要為主焦煤，其煤種是全國稀缺煤種，低硫、低碳、低磷、高發(fā)熱量，素有“國寶熊貓”之美稱?？偛课挥谑〕翘?。
       山西宏盛聚德煤業(yè)有限公司為山西宏盛能源開發(fā)投資集團下屬子公司之一，礦井位于柳林縣城北7.5公里處的成家莊鎮(zhèn)聚財塔村，是一座建設規(guī)模為150萬噸/年的大型煤礦民營企業(yè)，配套240萬噸/年洗煤項目，井田面積16.4362k㎡。
一、膠帶輸送機起動方案分析
       山西宏盛聚德煤業(yè)有限公司原機械運輸方案采用在減速機和電機之間加入液力偶合器起動方式。膠帶機慢慢起動，當達到一定轉矩時皮帶開始運轉，起動過程中有打滑現(xiàn)象，存在安全隱患。初期投入不太高，但是故障率較高，維護費用較大。另外因設備處于回風巷內道，液力偶合器維護不好常常漏油，有很大的安全隱患。
       我公司負責對該項目進行變頻改造，變頻調速裝置調速范圍廣，起動轉矩大，可以在重量載下緩慢起動，起動安全可靠，雙電機拖動同步性能好，在匹配煤流傳感器后，可自動依據(jù)煤流大小自動調速，可節(jié)約電能，并且電機功率因數(shù)有明顯提高。是井下皮帶輸送機拖動的主要發(fā)展方向。
二、變頻器在膠帶輸送機拖動上的應用特點
（1） 優(yōu)越的軟起動、軟停止特性。
（2） 低速驗帶功能。
（3） 平穩(wěn)的重載起動。
（4） 完美的功率平衡。   
（5） 自動調速、節(jié)電效果明顯。
（6） 降低膠帶張力，延長機械設備壽命。
三、變頻調速裝置電氣方案
        煤礦井下皮帶機系統(tǒng)多為雙滾筒驅動，為了保證系統(tǒng)內的同步性能，首先，要求位于機頭的各滾筒應同步啟停，在某一電機故障時能使系統(tǒng)停機，同時為了保證系統(tǒng)的運輸能力，應盡量保證各滾筒之間的功率平衡。通過調整相應兩變頻器的速度給定來調整兩電機之間的速度差，便可以任意增大或減小兩驅動電機的電流差值的大小，因此可以通過單獨的控制系統(tǒng)控制各電機的電流值，通過調整各電機的速度來使各電機電流值逐步趨于平衡。
        防爆變頻器帶動膠帶輸送機工作時，采用主從聯(lián)動方式。主機的輸出作為從機的給定，從機跟蹤主機的主參數(shù)，主從機的數(shù)據(jù)交換通過通訊線路進行。具體可以根據(jù)膠帶輸送機機械驅動裝置的布置作調整。 

        兩臺變頻器，一臺變頻器被設置為主機，另一臺變頻器設為從機，如上圖。主從機通過通訊線路進行數(shù)據(jù)交換。兩臺電機同時起動，采用無傳感矢量控制方式。主機的速度輸出作為從機的速度輸入給定。從機可根據(jù)負載變化自動調整運行頻率，跟蹤主機以保持同步。實現(xiàn)電機功率平衡。此方式速度控制精度高，動態(tài)響應快，可隨負載變化動態(tài)調整速度輸出。
四、節(jié)能效果及生產效率
       目前膠帶輸送機被廣泛應用于煤礦井下運輸，已成為現(xiàn)代化煤礦高產高效的主要運輸設備，其耗電量在煤礦總耗電量中占較大比例。
膠帶輸送機技術參數(shù)如下：

       開機工作制：2×500kW變頻器，年工作300d，每天18 h，效率為80%，應用變頻器年節(jié)約電
       1000×18×30%×0.8×300 = 129.6 萬kW?h
       工業(yè)用電每度按0.45 元/ kW?h 計算，年節(jié)電費58.32 萬元。
       使用變頻器后，皮帶輸送機可軟起軟停、減少設備機械沖擊、延長設備使用壽命、降低設備的維修費用，保證設備長期平穩(wěn)運行，既可以達到降低損耗，保護設備的目的，又大大提高了現(xiàn)代化生產的工作效率。
五、結語
       防爆變頻調速裝置投入運行后，整個膠帶輸送機系統(tǒng)及驅動電機的事故率明顯下降，既延長了整個膠帶輸送機系統(tǒng)的使用壽命，同時又保證了正常生產（煤產量）和生產安全，年直接和間接經濟效益在62萬元以上。防爆變頻器調速裝置投入運行后，年綜合經濟效益在86萬元以上，具有明顯的經濟效益和社會效益。