夏长春

（中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原030006）

煤矿皮带机使用变频器节能的探讨

夏长春

（中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原030006）

从目前来看，各个行业生产以及日常生活都不能缺少煤炭资源作为保障。与之相应的采煤技术也在逐步完善。煤矿皮带机构成了不可缺少的井下采煤设备。如果不加改进很可能消耗过多的机械能源。针对煤矿皮带机运用变频节能，通过增加变频器等措施来实现全方位的皮带机节能改造。在明确变频节能的基本特征及其技术优势的基础上，结合皮带机在煤矿生产中的运行现状，探求变频器节能的改进措施。

煤矿皮带机；变频器；节能技术

随着自动化煤矿生产水准的提升，煤矿生产中的能耗总量也变得更高。由此可见，针对现阶段的煤矿生产有必要致力于节能改造，综合运用多样的节能措施来减少能耗并且提升企业效益。从目前现状来看，更多企业已经意识到了煤矿皮带机改造的重要意义，在此前提下也开始尝试运用新型的节能技术。经过变频改造之后，煤矿皮带机将会表现为更好的综合性能，这种现状在本质上符合了节能以及环保的宗旨[1]。企业如果能运用变频器的方式来确保节能，就可以从根源上提升效益，确保煤炭企业运用更少的成本并且获得更高的煤矿生产实效性。

1 变频器对于煤矿皮带机的节能效果

与传统技术相比来看，变频器技术本身具有更显著的节能优势。从现阶段的煤炭生产来讲，变频器可以运用于煤矿皮带机，通过这种方式来实现节能目标。近些年来，更多煤矿企业也逐渐认可并且接受了变频器节能。统计结论可以表明，如果运用变频调控的方式来操纵煤矿皮带机，那么在煤炭重量与额定功率相同的状态下，煤矿皮带机平均可以节省三分之一或者更多的耗电量。由此可见，变频器节能与煤矿皮带机的相互结合有利于突显节能效果[2]。具体而言，变频器对于煤矿皮带机应当具有如下的节能价值：

（1）对于启停速度进行调节

变频器最基本的功能就在于调控启动速度以及停机速度，从而为皮带机提供全方位的运行保护。企业如果能把节能变频器安装于煤矿皮带机，则可以从根源上杜绝突然的机械启动或者停止，与此同时也消除了软启动导致的过高能耗。由此可见，变频器为煤矿皮带机提供了更符合节能指标的舒缓启动模式，在各个阶段都可以密切关注启动速度或者运行速度，在此基础上确保了软停机与软启动的实现。具体在操作时，操作人员可以缓慢启动电机，通过这种方式来带动机械皮带，与此同时也释放了内部的机械能量。因此可以得知，变频器有助于杜绝启停中的能量冲击，进而在根源上消除了过于频繁的皮带机磨损现象，确保符合节能与保护皮带的基本目标[3]。

（2）平衡输出功率

通常情况下，煤矿皮带机都需要借助双滚筒或者单滚筒来实现驱动。与之相比，如果能把变频技术与皮带机运行密切结合在一起，就可以致力于调控实时性的电机输出电能，同时也有利于平衡输出功率。这种状态下，电机就可以输出更平缓的电流，确保达到平衡的输出功率。在同步运行的状态下，电机与皮带机可以保持精确的同步，进而改变了驱动皮带机的方式。此外，变频器也有利于降低强度要求，对于皮带机设计了更低的强度。这是由于，变频器可以保障平稳的皮带机运转，确保皮带本身承受更小的启动张拉力。因此，变频器有助于避免煤矿皮带机突然产生断裂的不良现象。

（3）提升智能化的水平

变频节能运用于皮带机的基本价值就在于实现智能控制，通过运用智能化的手段来调控皮带机运行。例如针对皮带机具体在进行检修时，变频传感器通常能迅速判断装置的负载量。与此同时，变频器也能自动调节机械负载，对于皮带运转的速度进行了适当的调控[4]。在智能化控制的模式下，皮带机就能在根源上降低磨损，确保节能节电并且输出更稳定的电压。在各个不同时间段，煤炭的产能都是各不相同的。大多数状态下，皮带机并不会持续满载运转，有时还会表现为空载运行。由此可知，变频器符合了自动化与智能化调速的基本要求，在此前提下确保输送设备的节能性和安全性。

（4）避免过于频繁的维护与检修

经过分析可知，变频器运用于皮带机的方式有利于落实软停机与软启动，进而在最大限度内消除了突然断裂与皮带磨损的隐患。变频节能技术有助于精确估算皮带机本身的运行寿命，这种现状也可以避免技术人员对其进行过于频繁的检修。经过变频器的改造之后，煤矿皮带机表现为更少的维修次数，更换构件的频率也相应降低了。此外，变频器还具有平衡运行功率的效应，这种效应有利于杜绝突然发生的意外事故，确保延长检修间隔[5]。因此，变频器适合运用于节能改造，对于皮带机消耗的维修与检修工作量也进行了全面降低。

2 节能改造的宗旨与目标

变频器应用于皮带机的宗旨是通过变频软启、软停的特点，实现皮带机启动无冲击电流，增强系统带载启动能力，提高系统功率因素，从而实现提高系统效率的节能目标。

在传统模式下，煤矿皮带机通常表现为较大的转矩。受到不均匀的力矩传导影响，在皮带机的下侧很可能堆积过多的物料，这种现状减慢了尾部反应。情况严重时，皮带机还可能频繁出现卡慢现象，以至于耗费了过高的电能。针对井下运行的煤矿皮带机如果设置了变频器装置，那么就能为运行中的皮带机增加安全保障。在变频调节的状态下，煤矿皮带机就会具有更好的稳定性，减少能耗并且符合节能目标。安装变频器之后，对于皮带机的正常运行可以起到显著的促进作用。

操作人员具体在启动皮带机时，如果设置了过快的启动速度，那么处在静止状态的皮带机很可能突然断裂。由于受到了强烈冲击，煤矿皮带机还会减损本身的性能。这种状态下如果增设了变频器，就可以减缓皮带机在启动时的速度，通过这种方式来避免强烈的设备冲击。此外，传统皮带机内部设有液力耦合器，这种构件消耗了较高的二次成本，同时也表现为较大的设备维护量。一旦突然发生了故障，那么液压油也很难顺利实现传送。如果能安装变频器，就能突显环保与节能的综合效益，同时也消除了皮带的频繁磨损[6]。

除了上述性能之外，变频器本身设有防爆启动模式，这种模式应当属于软启动的一种类型。皮带机如果处于空载启动的状态，那么整个装置就可以实现平稳旋转。由此可见，对于皮带机加装变频器的措施有利于减少冲击，对于整个装置的运行年限也进行了适当的延长。然而在具体操作时，技术人员有必要关注重载跳闸的现象，确保避免装置重载状态引发频繁的跳闸[7]。

3 完善措施

最近几年，更多煤炭企业选择了变频节能的煤矿皮带机改造方式，在此基础上也获得了更高的节能实效性。然而从整体角度来讲，与煤矿皮带机密切相关的节能措施并没有实现完善，对此需要从全面的角度入手加以改进。面对可持续生产与绿色生产的新背景，作为煤矿行业有必要致力于转变不适当的模式，确保运用新型的技术模式。从现状来看，运用变频器来实现皮带机节能改造的具体措施应当包含如下：

（1）做好全面的技术控制

对于自动化控制的煤矿皮带机，如果要致力于提升煤矿产能并且确保实效性，那么有必要运用全方位的技术控制措施。企业具体在选择变频器时，应当优先选择较高规格的变频器，确保变频器与皮带机可以实现互相匹配。只有密切关注变频器本身的质量，才能杜绝变频运行中的缺陷或者隐患，确保变频器与皮带机的安全性[8]。从增强技术控制的角度来讲，企业有必要遵照现行的技术流程来完成皮带机的运行控制，进而保障皮带机在运输物料时的稳定性与实效性。通常情况下，相比于传统类型的变频器，自动化变频器应当控制于双倍或者更大的启动转矩。只有符合了特定的启动转矩，才能保障匀速的皮带机运行。对于先进技术应当致力于广泛引进，在这其中包括自动管理与数字化技术。在远程操控皮带机的基础上，确保符合最根本的安全作业指标，进而体现优良的节能实效。

（2）确保散热性能的实现

相比于其他领域的工作环境，井下作业通常需要面对更恶劣的周边环境。这是由于，井下环境包含了较多粉尘，与之相应的通风条件也并不良好。受到特殊环境影响，煤矿皮带机必须符合现行的技术指标，确保满足更高的防爆与散热要求。一般情况下，技术人员都会把变频器安装于防爆腔的内部，这种现状更加突显了变频散热的重要意义。对此如果选择一般性能的冷水冷风散热装置，那么很难符合较恶劣的井下环境。由此可见，针对现阶段的变频散热条件应当予以全面的改造，致力于创新变频装置的散热程序。只有全面加以创新，才能确保从根源上杜绝过高能耗的产生，确保及时疏散皮带机散发的热能。

（3）提高电磁兼容性

经过较长时间的井下运行，煤矿变频器与皮带机都很可能遭到高次谐波、电磁辐射或者电压波动的干扰[9]。受到外界影响，变频器本身也可能带有高次谐波。具体在输出或者输入电压时，变频器将会给周边环境带来干扰，这种干扰集中表现为煤炭运输速度的减慢或者设备故障的现象等。由此可见，针对井下运行的皮带机变频器有必要增强抗干扰性，对于变频器本身的电磁兼容性应当予以全面提高。只有确保了装置本身的电磁兼容性，才可以从根源上防控过于频繁的电磁干扰，在确保变频器节能的基础上消除故障隐患。

4 结束语

面对信息化与自动化的新形势，煤矿生产领域更多运用了变频节能的模式。相比与传统模式而言，变频节能运用于煤矿皮带机的方式有利于确保节能效益，这种措施符合了新时期的节能环保宗旨。作为煤矿企业而言，应当从根源上转变认识，真正意识到变频器节能对于改造煤矿生产的价值所在，从而因地制宜选择适合自身的变频节能措施。变频器节能应当属于新型的煤矿节能技术，运用这种模式有利于消除煤矿生产的高能耗，帮助煤矿企业在最大限度内节省成本。然而截至目前，与煤矿变频节能有关的技术模式并没有真正实现完善，对此仍然有待加以改进。未来在实践中，企业及其技术人员还需要归纳经验，在此前提下服务于煤矿变频节能的整体实效提高。

[1]李建波.浅谈煤矿设备皮带机变频器的节能问题[J].黑龙江科技信息，2016（28）:43.

[2]陈宗桥，刘迎新.新形势下煤矿皮带机变频器节能分析[J].科技创新导报，2016（26）:10-11.

[3]胡晨飞.关于煤矿皮带机变频器节能的探究[J].能源与节能，2015（07）:76-77.

[4]郝永梅.浅谈煤矿设备皮带机变频器的节能问题[J].科技与企业，2014（17）:332.

[5]高雁敏.对煤矿皮带机变频器节能的分析与探讨[J].技术与市场，2014（08）:220.

[6]刘杰.有关煤矿皮带机变频器节能的分析[J].科技创业家，2014（05）:109.

[7]景利红.对煤矿皮带机变频器节能的探讨[J].科技创新与应用，2013（33）:95.

[8]曾维昌.对煤矿皮带机变频器节能的探讨[J].科技与企业，2013（13）:381.

[9]曾维昌.浅析变频拖动技术在煤矿皮带输送机上的应用[J].科技创业家，2013（10）:90.

Discussion on Energy Saving of Frequency Converter of Coal Mine Belt Conveyor

XIA Chang-chun
（Taiyuan Research Institute of China Coal Science and Industry Group Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030006，China）

From the current point of view，the production of various industries and daily life can not be lack of coal resources as a guarantee.Accordingly，the coal mining technology is gradually improved.The coal mine belt conveyor is an indispensable underground coal mining equipment.If not improved，it is likely to consume too much mechanical energy.In view of the coal mine belt conveyor using frequency conversion energy saving，by increasing the frequency converter and other measures to achieve a full range of energy-saving belt reconstruction. On the basis of defining the basic characteristics and technical advantages of frequency conversion energy saving，and combining the operation status of belt conveyor in the coal mine production，the improvement measures of inverter energy saving are explored.

coal mine belt conveyor；frequency converter；energy saving technology

TK01.8

B

1672-545X（2017）06-0183-03

2017-03-16

夏长春（1978-），男，山西交城人，本科，工程师，从事煤矿井下电气设计及应用工作。