新形势下煤矿皮带机变频器节能分析

陈宗桥++刘迎新

摘 要：近年来，随着我国煤矿自动化水平的不断提高，损耗占比也在不断地增加，如何节能降耗，早已成为现今煤矿企业高度关注的热点问题。追求高效节能的生产模式是当下煤矿企业发展的重中之重，皮带机是煤炭生产中重要的设备之一，节能工作尤为重要。自变频器在煤炭皮带机中应用以来，发挥了很大的节能作用，文章总结了几点变频器在煤矿皮带机节能中发挥的作用，继而提出了几点完善意见，以最大化实现节能效果。

关键词：煤矿 皮带机 变频器 节能

中图分类号：TD5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（b）-0010-02

皮带机是煤矿企业生产作业中最主要的运输设备，应用十分广泛，因此在煤矿皮带机上引入变频技术，不仅对于皮带运输环节做到了节能减耗，更是整个煤矿企业实现节能环保的一大创举。文章分析总结了变频器在煤矿皮带机节能中做出的贡献，并针对当下的煤矿皮带运输现状，对更好地应用变频器实现节电节能的效果提出了几点改进意见，以期对皮带机的节能工作乃至整个煤炭产业的节能工作提供一定的参考。

1 变频器给皮带机节能带来的效果

自从变频技术取代传统技术方式，不断在煤矿皮带机运行上进行改革与完善以来，变频器在煤矿皮带机节能方面带来的效果日益彰显出来，其节能作用得到业界普遍的认可。据调查研究，相同的额定功率下，运输同样重量的煤炭，使用变频器的皮带机要比不使用变频器的皮带机节省大约1/3的电量消耗，节能效果显著。通过对煤矿皮带机变频器节能作用的归纳分析，可总结出变频器的节能效果主要表现在如下几个方面。

1.1 有效调节皮带机启动与停机速度，保护皮带

变频器一改传统生硬突然的启动模式，弥补了传统液力软启动器操作繁琐且能耗高的缺陷，实现了“小电流，重启动”的舒缓节能启动模式，能够精确地把握皮带机的启动速度，由快到慢，循序渐进，即实现皮带机的软启动与软停机。同时，变频器的使用原理是依靠电机缓慢启动带动皮带缓慢启动，因此会释放出皮带内部自产生的能量，减少皮带机启动停机时的能量冲击，在很大程度上降低了皮带在启动停机的磨损程度，实现了护带与节能的效果。

1.2 降低了对皮带的强度要求

变频器的使用可以实现对煤矿皮带机启动时间的有效控制，减缓皮带机的启动速度，使皮带机运行的速度尤其是开机速度更加平稳，这样就避免了传统生产中突然的皮带启动对皮带带来的拉裂现象。安装变频器后，皮带所受到的启动张拉力可大大减小，即使皮带的强度较之前有所降低，皮带突然断裂的状况也得到很大改善，皮带机的使用寿命得到延长，有效降低了更换皮带机的频率。因此，煤矿企业在对皮带机选择时，强度要求可以适当放宽，继而从材料上实现了对皮带机的节能控制，节约了成本投入。

1.3 使皮带机的功率更加平衡

大部分情况下，煤矿皮带机的运行是靠单筒滚筒驱动、双筒滚筒驱动及多滚动驱动实现的，变频驱动技术方式的引入，能够在本质上实现对电机的电能输出进行调节控制，使电机的电流平缓输出，电机输出功率平衡，从而使煤矿皮带机与电机同步工作，使得煤矿皮带机的驱动方式变得更加平和，保证了皮带机的平稳运行。

1.4 节省了皮带机检修维护的工作量

由于变频器实现了煤矿皮带机的软启动与软停机，降低了皮带机的磨损与突然断裂状况，甚至可以通过变频器的电子寿命来估计皮带机的寿命，皮带机使用寿命较传统使用方式延长很多，相应地对于皮带机的维修更换次数也随之降低，加之变频器使电机的功率、皮带机的运行更加平衡，皮带机的机械磨损、意外事故发生频率明显降低，因此皮带机的日常检修间隔时间也可适当延长，从而大大节省了日常检修维护的工作量，也节约了人力和财力的支出。

1.5 实现了皮带机智能化运行

变频器的使用，对皮带机运行可以做到智能化节能管理控制，主要表现在检带功能上，变频传感器可以感知皮带机上的负载情况，根据负载轻重进行变频调节，自动调节皮带机的运行速度，最大程度上降低了皮带的磨损程度，控制了电压的稳定，实现了节电节能。由于煤炭产量有高有低，每天的产出都不一样，皮带大部分情况下都不是满载，有时候甚至会出现空载的情况，变频器调速系统则发挥了很大的作用，保证了皮带机输送的高效性、安全性、節能性。

2 新形势下煤矿皮带机变频节能需要的改进

变频器在煤矿皮带机中的地位越来越重要，但是变频技术的应用还没有完全成熟，需要在实践中不断地改进与提高，结合煤矿皮带机变频节能现存的一些问题以及有待完善的工作支持，提出了以下几点改进措施。

2.1 提高技术要求，保证技术质量

变频器在煤矿皮带机中得到良好的应用，前提是技术有保障。

（1）首先在变频器的选择上，一般情况下，煤矿中的变频器应用规格较高，选择要根据煤矿具体的皮带机规格选匹配的变频器规格，保证变频器自身的技术质量，切忌盲选。

（2）其次要提高变频器的技术控制，无论是在安装上还是在煤矿皮带机运行过程中严格按照掌控好技术指标，保证煤矿皮带机作业的技术质量，比如控制变频器是普通变频器启动转矩的两倍以上，以保证煤矿皮带机运行速度的平稳。

（3）此外，还需不断引进先进的技术，进行实时的创新，比如完善数字化与自动化管理，实现四象限运转与远程操作来保证作业安全等，以跟上新形式的发展需求，最大化实现节能效果。

2.2 提高皮带机变频器的散热功能

煤矿工作不同于其他行业，具有严峻的特殊性，矿井开采作业施工环境要求高，煤矿皮带机自身要具有严格的条件限制，特别是要满足防爆要求，因此变频器也是处在防爆腔内工作的，变频器的散热成为一大技术难点。一般的冷风冷水散热系统显然不能适应煤矿皮带机变频器特殊作业环境的需求，必须对现存的散热技艺进行改进，一改传统复杂低效的散热程序，寻求有效解决变频器的散热功能的有效措施，降低变频器的能量消耗。

2.3 注重电磁兼容性的控制

煤矿皮带机变频器在矿井严峻的工作环境下，工作过程中通常会遭受电压不稳定、电磁辐射干扰、高次谐波等外界因素扰动，变频器自身在电压输入输出时也会产生高次谐波，对变频器甚至其他设备作业产生不利影响、引发故障、耽搁煤炭运输。因此，拥有强大的煤矿皮带机变频器电磁兼容性，才能克服不利环境的影响，减少皮带机故障的发生，实现节能高产。

3 结语

在倡导“绿色”“可持续”经济发展模式的新形势下，煤炭企业只有致力于节能降耗生产，才能持续稳定地发展下去。分析了解变频器在煤矿皮带机节能中做出的贡献，能够使煤炭企业更加充分地意识到变频器节能的意义，使其功能发挥得更为强大，提高煤炭运输效率和质量，使整个煤炭企业受益。

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