合康防爆变频技术在煤矿生产中的应用

       山西宏盛能源开发投资集团有限公司组建于2008年5月，是一家主营煤矿开采、煤炭洗选，涉足物资物流、商业、房地产、文化教育等多个产业的综合民营企业集团，煤种主要为主焦煤，其煤种是全国稀缺煤种，低硫、低碳、低磷、高发热量，素有“国宝熊猫”之美称。总部位于省城太原。
       山西宏盛聚德煤业有限公司为山西宏盛能源开发投资集团下属子公司之一，矿井位于柳林县城北7.5公里处的成家庄镇聚财塔村，是一座建设规模为150万吨/年的大型煤矿民营企业，配套240万吨/年洗煤项目，井田面积16.4362k㎡。
一、胶带输送机起动方案分析
       山西宏盛聚德煤业有限公司原机械运输方案采用在减速机和电机之间加入液力偶合器起动方式。胶带机慢慢起动，当达到一定转矩时皮带开始运转，起动过程中有打滑现象，存在安全隐患。初期投入不太高，但是故障率较高，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。
       我公司负责对该项目进行变频改造，变频调速装置调速范围广，起动转矩大，可以在重量载下缓慢起动，起动安全可靠，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，可节约电能，并且电机功率因数有明显提高。是井下皮带输送机拖动的主要发展方向。
二、变频器在胶带输送机拖动上的应用特点
（1） 优越的软起动、软停止特性。
（2） 低速验带功能。
（3） 平稳的重载起动。
（4） 完美的功率平衡。   
（5） 自动调速、节电效果明显。
（6） 降低胶带张力，延长机械设备寿命。
三、变频调速装置电气方案
        煤矿井下皮带机系统多为双滚筒驱动，为了保证系统内的同步性能，首先，要求位于机头的各滚筒应同步启停，在某一电机故障时能使系统停机，同时为了保证系统的运输能力，应尽量保证各滚筒之间的功率平衡。通过调整相应两变频器的速度给定来调整两电机之间的速度差，便可以任意增大或减小两驱动电机的电流差值的大小，因此可以通过单独的控制系统控制各电机的电流值，通过调整各电机的速度来使各电机电流值逐步趋于平衡。
        防爆变频器带动胶带输送机工作时，采用主从联动方式。主机的输出作为从机的给定，从机跟踪主机的主参数，主从机的数据交换通过通讯线路进行。具体可以根据胶带输送机机械驱动装置的布置作调整。 

        两台变频器，一台变频器被设置为主机，另一台变频器设为从机，如上图。主从机通过通讯线路进行数据交换。两台电机同时起动，采用无传感矢量控制方式。主机的速度输出作为从机的速度输入给定。从机可根据负载变化自动调整运行频率，跟踪主机以保持同步。实现电机功率平衡。此方式速度控制精度高，动态响应快，可随负载变化动态调整速度输出。
四、节能效果及生产效率
       目前胶带输送机被广泛应用于煤矿井下运输，已成为现代化煤矿高产高效的主要运输设备，其耗电量在煤矿总耗电量中占较大比例。
胶带输送机技术参数如下：

       开机工作制：2×500kW变频器，年工作300d，每天18 h，效率为80%，应用变频器年节约电
       1000×18×30%×0.8×300 = 129.6 万kW?h
       工业用电每度按0.45 元/ kW?h 计算，年节电费58.32 万元。
       使用变频器后，皮带输送机可软起软停、减少设备机械冲击、延长设备使用寿命、降低设备的维修费用，保证设备长期平稳运行，既可以达到降低损耗，保护设备的目的，又大大提高了现代化生产的工作效率。
五、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率明显下降，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62万元以上。防爆变频器调速装置投入运行后，年综合经济效益在86万元以上，具有明显的经济效益和社会效益。