防爆变频技术在煤矿生产中的应用

防爆变频技术在煤矿生产中的应用

双鸭山矿业集团集贤煤矿是建于上世纪70 年代的老矿，井下开采多年。随着全国煤炭形势的好转，生产工艺日渐提高，产量较原设计增大了许多，从原设计120 万t / a 到现在的180 万t / a，井下运输战线长，原设计采用有轨电机车运输，越来越制约矿井的生产。矿方提出了改造方案，决定采用胶带运输机。经机械专业选型，最佳方案为采用3 条长度分别为1620 m，1580 m，1330 m 的胶带输送机为最合理方案。

1、胶带输送机起动方案分析

机械运输方案确定后，考虑3条胶带输送机是双矿集团也是在黑龙江省四个矿业集团首次应用，没有成型的经验。经反复调研和考察，拟定了以下四种方案：①直接起动；②在减速机和电机之间加入液力偶合器起动；③采用防爆软起动；④采用防爆变频器起动。

1.1 技术比较

⑴直接起动，转矩大，但力的传导不均，尾部反应慢，在皮带底部有堆积现象。

⑵偶合器起动，皮带机慢慢起动，当达到一定转矩时皮带开始运转，而且起动过程中出现打滑现象，造成安全隐患。

⑶采用防爆软起动，皮带机空载时起动平稳，转矩降低，减少冲击，延长电机、胶带机、机械系统的使用寿命，但重载时需突跳，对胶带机冲击较大。

⑷采用防爆变频器（见图1）时，调速范围广，起动转矩不变，可以在重量载下缓慢起动，起动安全可靠，对于双电机拖动同步性能好，在匹配煤流传感器后，可自动依据煤流大小自动调速，一般可节约电能，并且电机功率因数有明显提高。

1.2 综合成本的比较

⑴电动机+ 减速器直接起动初期投入费用不高，但维护费用大。

⑵电动机+ 液力偶合器+ 减速器，初期投入不太高，维护费用较大。另外因设备处于回风巷内道，液力偶合器维护不好常常漏油，有很大的安全隐患。

⑶软起动电动机+减速器，初期投入费用居中，维护费用相比前两种要少，能满足使用要求。

⑷变频器+电动机+减速器，初期投入费用较高，维护费用最低，可调整运行速度，仅从带电一项上就可逐步收回成本。

综上所述，应用变频器是最好的一种方式。

2、应用变频器起动分析

胶带输送机技术参数如下：

功率/ kW 2×110

带速/ m·min- 1 3.15

带长/ m 1620，1580，1330

电压/ V 660

带宽/ mm 800

开机工作制：年工作300 d，每天18 h，效率为80%，应用变频器年节约电220×18×30%×0.8×300 = 28.51 万kW·h工业用电每度按0.45 元/ kW·h 计算，年节电费12.8 万元。由此可见，使用变频器为最佳、最合理的方案，缺点是初期投入大、费用高等。

变频器型号WJB1型，10kW/ 660 V（伟肯实业）；输出频率0～50 Hz；调整精度为±1%Hz；日保护功能具有过载、过流、漏电、断相欠压；过载能力为200%，1 min。防爆变频器投入运行后，对胶带负荷测试数据见表1，表2。

注：“空载电流，空载功率，最大运行负荷功率”均为2台电机功率之和。

从表1、表2 可看出，电费节约是非常明显的。

3、结语

防爆变频调速装置投入运行后，整个胶带输送机系统及驱动电机的事故明显下降，既延长了整个胶带输送机系统的使用寿命，同时又保证了正常生产（煤产量）和生产安全，年直接和间接经济效益在16万元以上。防爆变频器调速装置投入运行后，年综合经济效益每条皮带在28万元以上，具有明显的经济效益和社会效益。