小议皮带输送机的变频改造

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

皮带输送机是以挠性输送带当作物料牵引件和承载件的连续输送设备，它被广泛地应用于采矿、冶金、铸造、化工、建材等行业的生产和输送流水线，它也是煤矿地面和井下生产系统中运用最广泛的运输设备。

某煤矿斜井采用皮带输送机上行运煤，皮带输送机由三相异步电动机通过液力耦合器及减速器同皮带输送机滚筒轴连接，采用手动开关运行方式。皮带输送机起动后电机恒速运行，皮带的速度不能调整。由于皮带输送机电机长期工频运行，不能软起软停、加之皮带输送机采用液力偶合器实现皮带软起动，使得电网电压的波动剧烈，电机内部机械冲击剧烈、发热和磨损大，设备的维护和维修工作量大、能耗高、费用大，另外针对皮带输送机起动时间短、加载力大而引起的皮带易断裂和老化情况，不得不选用强度很高的皮带，导致成本加大。为提高皮带输送机运行效率、减少设备的维护和维修工作量，节约成本和能源，经过市场调研及对多个改造方案的初期投入费用、维护费用相比较，决定采用变频器对皮带输送机电动机进行改造。

1皮带输送机变频改造前现场情况1.1现躇本情况煤矿斜井长600m，提升垂直高度为155m，斜井的坡度为15。，运输方式为上行运煤。改造前的拖动方式为电动机-液力偶合器-减速器-皮带输送机滚筒轴-皮带，皮带输送机起动后电机工频恒速运行，手动开关，皮带的速度不能调整。改造前皮带输送机电机及皮带输送机技术参数：电机型号：YB2-355；额定功率：2.250kW：额定电压：660V；额定电流：255A额定转速：960rpm；功率因数：cos O.81；变频范围：10 50Hz皮带机型号：DTL120；带速：3.15m/s：带长：600m 带宽：1200mm1.2现场皮带输送机工作原理及存在 问题皮带输送机是通过电机驱动皮带输送机滚筒轴，靠摩擦牵引皮带运动，而皮带则通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。由于皮带是弹性储能材料，所 以在皮带输送机停止和运行时皮带储存有大量势能，因此皮带输送机起动时应该采用软起动的方法，将皮带内部贮存的能量缓慢释放，使皮带机在起动过程中形成的张力波降到最小，几乎不对皮带造成损害。现场皮带输送机是通过采用液力耦合器来实现皮带输送机的软起动，并且在皮带输送机起动时调整液力耦合器的机械效率为零，使电机空载起动。该方法的缺点是，虽然采用了降压空载起动，但电机的起动电流仍比较很大，达U4OOA 以上，这不仅引起电网电压的剧烈波动，还造成电机内部机械冲击和发热等现象。 。

1.3现场皮带输送机电动机动态运行情况现场皮带输送机采用的电动机是三相异步电动机。由于该皮带输送机是向上输煤至地面，因此电机的输出转矩通过减速器转换后作用在皮带机驱动滚筒轴上，并与上层皮带自重沿传输面重力分量作用在皮带机驱动轮毂上的力矩合成。合成的驱动力矩与驱动轮毂受到的皮带摩擦力阻力合力矩相平衡。皮带输送机空载运行时，其电机处于正转电动态，工作在第-象限；在皮带上煤后，煤的重力沿皮带传输方向的分力也作用在驱动轮毂上，并使得驱动力矩逐渐增大；在驱动力矩超过摩擦阻力力矩后，驱动轮毂的转速将加速转动，通过机械连接使得电机转子也加速转动，其速度将超过同步转速；电机处于正转再生态，工作在第二象限。电机运行在第-象限内时为电动态，其定子中的旋转磁尝电机的输出电磁转矩与转子的转向同向，电机输出的电磁转矩是转子的驱动力矩，此时电机从电网吸收的电能大部分由电磁转矩作用到转子上 以机械能形式输出。当电机运行在第二象限内时为再生态，由于转子切割磁力线的方向发生了改变，所以电机作用到转子上的电磁转矩方向尧生改变，成为转子的制动阻力力矩。此时电机转子被负载的合成力矩拖着以低于同步转速的速度转动。

2皮带机变频改造方案根据现场实际情况，考虑到皮带输送机上行输煤时其驱动电机运行在两个象限内，所以选用的变频器是二象限型变频器。同时根据皮带输送机的工作情况，使选用的变频器能够在电机重载起动、空载起动或停机时能够输出直流制动力矩，保证皮带机平稳起动、停止，减喧械冲击，最终确定选用淮南万泰矿用隔爆变频器BPJ1-250-660。该变频器技术参数如下：输出功率：250kW：额定电压：660V；额定电流：255A。

保护功能：具有过载、过流、漏电、断相欠压，过载能力为200%，60s。

改造后的拖动方式为变频器-电动机-减速器-皮带输送机滚筒轴-皮带。

改造中同时进行了以下工作：2.1皮带输送机变频改造 自动控制系统皮带输送机控制系统采用防爆PLC控制箱和操作台控制。在中操作台上设有数码显示屏，使用变频器BPJ1-250-660组态软件对皮带输送机进行实时监控，并使用该软件的历史数据记录功能记录历史数据和报警数据。PLC控制系统完成对变频器的起、拓制，实现各电机等速起动和同步控制，对电机进行过流、过载、短路、断路检测和保护，同时实现对皮带带速、跑偏检测、皮带堆煤等保护。

系统采用RS-485作为串行通信接口。另外，还匹配了煤流传感器，可以根据煤流大小 自动调节皮带带速。

2.2皮带输送机变频改造的电气控制在皮带输送机变频改造后，将原有的工频起动电气柜保留作为工频旁路，以防止变频器出现故障影响生产。如果变频器发生故障，则可以利用原有的工频起动柜应急运行，迅速转换到电机直接起动状态。也即增加的变频回路与原工频回路并联，组成双回路可转换控制系统。

2.3皮带输送机变频调速系统控制方式皮带机变频调速系统采用本地/远程两种控制方式，即真空接触器的分合操作可以由远程控制系统统-协调控制，也可以在现场手动控制操作来完成。就地控制：现场通过直接操纵工频旁路主回路系统真空接触器分合进行变频调速系统的控制操作。远程控制：与DCS直接连接，接受DCS系统的控制。通过DCS系统远程控制工频旁路主回路系统真空接触器的分合操作。

3改造效益改造后，电机实现了软起、软停运行且起动平滑，转矩大，冲击电流减锈决了电网电压的剧烈波动、电机内部机械冲击剧烈、发热和磨损等问题和以往液力偶合器维护工作量大，能耗高问题，延长了电机和皮带输送机的使用寿命。改造后电机功率因数和皮带输送机运行效率明显提高，(下转第 331页)2013.08 I 329煤矿技术长距离通风技术在煤矿中的应用许星星(河南煤化集团永华龙门公司常村煤矿，河南 洛阳 471 900)摘 要 随着煤矿机械化程度的提高，掘进工作面的长度也在不断增加 ，随之而来长距离通风存在的问题也越来越多，本文根据常村煤矿的实际情况，简单的阐述 了长距 离通风技术在常村煤矿的应用。通过该技术的应用，保证 了掘进巷道的气候条件，为矿井的正秤替和安全、高效生产提供了有力保障。

关键词长距离；通风；掘进1概况常村煤矿位于河南省洛阳市偃师市寇店镇，井田面积约25平方公里，设计生产能力 0.45Mt/a，矿井采用立井上、下山开拓方式。

矿井共布置三个立井井椭别为主井、副井和风井，矿井通风方式为中央分列式，通风方法为抽出式，主井、副井进风，风井回风。

矿井主要通风机为两台对旋轴流式风机，-用-备，型号为 FBCDZ- №25，电机功率为 2X250kW，叶片角度为9。。

近几年来，我矿围绕着 如何减少辅助掘进巷道的工程量和增加采煤工作面的走向长度”的思路，在长距离通风方面做了大量的工作。其中，东翼总回风巷风腕设长度为 1300m，巷道断面为直墙半圆拱，巷道净高 3.2m，巷道净宽 3.6m，巷道墙高 1.4m，巷道净断面积 10.1m2，巷道平均坡度20。。

2技术方案确定掘进巷道中长距离通风长期得不到解决的主要原因是风筒的通风效果不好，具体可归纳为：风筒局部通风阻力大；风筒接头多，风筒接头、针眼漏风量大。现今，我国煤矿解决风筒局部通风阻力的主要措施有：(1)增加风简的节长，减少风简的接头数目，正常情况下风筒连接接头处漏风量在 0.3～O.5m。/min，如果接头数量较多时，容易造成局部通风阻力和漏风量的增大；(2)采用铁圈压板接头代替插接方式；(3)增加风简直径，风筒的摩擦阻力与风简直径的5次方成反比，即风筒直径增加 l倍，通风阻力减少 32倍；(4)使用软质风筒时，要吊挂平直，拐弯使用弯头或骨架风筒缓慢拐弯。

而解决风筒漏风的措施主要有：(1)防止风筒出现破 口；(2)风简接头处采用双反压边；(3)对风筒针眼进行粘补或灌胶封堵。

根据我矿井下实际情况运用排除法进行排除，最终确定采用增加风筒的单节长度，风筒由原来使用的lOm/节增加到 20m/节，减少风筒的接头数量，降低风筒的接头漏风量和局部通风阻力：使用软质风筒时，吊挂应平、直、稳，拐弯使用弯头或骨架风筒缓慢拐弯，严禁拐死弯：风筒不得被摩擦和挤压；风筒上所有针眼必须粘补或灌胶封堵，降低风筒的针眼漏风量和局部通风阻力。

3技术方案实施首先，将原来使用的lOm/节风筒更换为 20m/节，并将接头处和风筒连接处的所有针眼进行灌胶封堵，减少了风筒的接头数量和漏风量；其次，在巷道拐弯处使用骨架风筒缓慢拐弯，减小了风筒拐弯处的通风阻力；再次，将原来使用的 8 铁丝更换为中6mm的钢丝绳，紧固后进行吊挂风筒，有效防止了因长时间吊挂造成风筒下坠出现褶皱，保证风筒吊挂平、直、稳，减小了风筒的通风阻力；最后，增加风筒工的巡查次数，发现风筒破口及时进行粘补，减少了因风筒破口而造成的漏风量。

4效果对比东翼总回风巷使用风机型号为 F肋-№5.6，配备电机功率为2×15kW，风筒直径为 600mm，风机吸风量为 310m /min，设计需风量为 232.2m /min。方案实施前，该巷道风简出风口风量为 248m/min，百米漏风率为 1.54%，巷道风速 0.41m/s，瓦斯浓度为0.02%，二氧化碳浓度为 0.08%，温度为 23℃；方案实施后，该巷道风筒出风口风量为 294m /min，百米漏风率为 0.40%，巷道风速0.485m/s，瓦斯浓度为 0.00%，二氧化碳浓度为 0.05%，温度为 22℃。方案实施前后，该巷道风筒均未出现因风筒耐压强度不够而造成的风筒撕裂现象。

5结语通过本技术方案的实施，掘进巷道的百米漏风率有了明显下降，掘进工作面风量有了明显提高，改善了掘进工作面的气候条件；减少了掘进工作面的搬家次数，提高了进尺量，为矿井的正秤替提供了宝贵时间；为我矿实现 减少辅助掘进巷道的工程量和增加采煤工作面的走向长度 ”而采用长距离通风提供了实践依据，提高了单个采煤工作面的回采年限；为矿井的安全、高效生产提供了有力保障。

(上接第 329页)并可根据负载变化情况 自动调整输出频率和输出力矩，使得皮带输送机的能耗进-步降低。

4结束语隔爆变频器BPJ1-250-660在皮带运输机上的成功应用，证明了采用变频器能极大的提高皮带机运行的可靠性，提高了皮带输送机运行效率，降低了皮带机系统的机械损耗，减少了皮带机系统的维护量，节约了后期的维修投入，值得进-步推广应用。