雙鴨山礦業集團集賢煤礦是建于上世紀70 年代的老礦,井下開采多年。隨著全國煤炭形勢的好轉,生產工藝日漸提高,產量較原設計增大了許多,從原設計120 萬t / a 到現在的180 萬t / a,井下運輸戰線長,原設計采用有軌電機車運輸,越來越制約礦井的生產。礦方提出了改造方案,決定采用膠帶運輸機。經機械專業選型,最佳方案為采用3 條長度分別為1620 m,1580 m,1330 m 的膠帶輸送機為最合理方案。
1 膠帶輸送機起動方案分析
機械運輸方案確定后,考慮3條膠帶輸送機是雙礦集團也是在黑龍江省四個礦業集團首次應用,沒有成型的經驗。經反復調研和考察,擬定了以下四種方案:①直接起動;②在減速機和電機之間加入液力偶合器起動;③采用防爆軟起動;④采用防爆變頻器起動。
1.1 技術比較
⑴直接起動,轉矩大,但力的傳導不均,尾部反應慢,在皮帶底部有堆積現象。
⑵偶合器起動,皮帶機慢慢起動,當達到一定轉矩時皮帶開始運轉,而且起動過程中出現打滑現象,造成安全隱患。
⑶采用防爆軟起動,皮帶機空載時起動平穩,轉矩降低,減少沖擊,延長電機、膠帶機、機械系統的使用壽命,但重載時需突跳,對膠帶機沖擊較大。
⑷采用防爆變頻器(見圖1)時,調速范圍廣,起動轉矩不變,可以在重量載下緩慢起動,起動安全可靠,對于雙電機拖動同步性能好,在匹配煤流傳感器后,可自動依據煤流大小自動調速,一般可節約電能,并且電機功率因數有明顯提高。

1.2 綜合成本的比較
⑴電動機+ 減速器直接起動初期投入費用不高,但維護費用大。
⑵電動機+ 液力偶合器+ 減速器,初期投入不太高,維護費用較大。另外因設備處于回風巷內道,液力偶合器維護不好常常漏油,有很大的安全隱患。
⑶軟起動電動機+減速器,初期投入費用居中,維護費用相比前兩種要少,能滿足使用要求。
⑷變頻器+電動機+減速器,初期投入費用較高,維護費用最低,可調整運行速度,僅從帶電一項上就可逐步收回成本。
綜上所述,應用變頻器是最好的一種方式。
2 應用變頻器起動分析
膠帶輸送機技術參數如下:
功率/ kW 2×110
帶速/ m·min- 1 3.15
帶長/ m 1620,1580,1330
電壓/ V 660
帶寬/ mm 800
開機工作制:年工作300 d,每天18 h,效率為80%,應用變頻器年節約電
220×18×30%×0.8×300 = 28.51 萬kW·h
工業用電每度按0.45 元/ kW·h 計算,年節電費12.8 萬元。
由此可見,使用變頻器為最佳、最合理的方案,缺點是初期投入大、費用高等。
變頻器型號ZJT-30,10kW/ 660 V(唐山開誠);輸出頻率0~50 Hz;調整精度為±1%Hz;日保護功能具有過載、過流、漏電、斷相欠壓;過載能力為200%,1 min。防爆變頻器投入運行后,對膠帶負荷測試數據見表1,表2。
注:“空載電流,空載功率,最大運行負荷功率”均為2臺電機功率之和。
從表1、表2 可看出,電費節約是非常明顯的。
3 結語
防爆變頻調速裝置投入運行后,整個膠帶輸送機系統及驅動電機的事故明顯下降,既延長了整個膠帶輸送機系統的使用壽命,同時又保證了正常生產(煤產量)和生產安全,年直接和間接經濟效益在16萬元以上。防爆變頻器調速裝置投入運行后,年綜合經濟效益每條皮帶在28萬元以上,具有明顯的經濟效益和社會效益。