二、技術所屬領域及適用范圍：適用于煤礦地面及井下有瓦斯、煤塵爆炸危險環(huán)境，也適用于煤炭、冶金、化工、建材、糧食、運輸?shù)拳h(huán)境，作皮帶機順序控制、監(jiān)控皮帶各項保護用及多電機驅動功率平衡。

 

　　三、與該技術相關的能耗及碳排放現(xiàn)狀

 

　　在大中型煤礦企業(yè)的生產(chǎn)中，需要大量使用皮帶運輸機（以下簡稱皮帶機）來完成煤炭的輸送。傳統(tǒng)運輸控制方法是以中央控制器PLC通過變頻器控制各條皮帶機的啟停順序，當皮帶機達到額定帶速后，變頻器會失去對電動機的控制作用，皮帶機將按照設計帶速恒速運行，從而在空載、輕載等情況下造成電能的浪費。

 

　　目前國內大型礦業(yè)集團的噸煤生產(chǎn)綜合耗電量約為40kWh（最高達80kWh），選煤耗電量約為8kWh/t，中小型礦業(yè)集團受資源條件和生產(chǎn)設備的限制，能耗更高。

 

　　目前該技術可實現(xiàn)節(jié)能量8萬tce/a，CO2減排約21萬t/a。

 

　　四、技術內容

 

　　1.技術原理

 

　　皮帶變頻能效系統(tǒng)在膠帶輸送機上安裝料流傳感器，通過PLC網(wǎng)絡系統(tǒng)智能檢測和計算膠帶上運送煤炭的情況，并與變頻器相配合，實現(xiàn)皮帶機的節(jié)能運行，最大程度地降低皮帶機的無功損耗，提高皮帶輸送機的整體運行效率。該能效系統(tǒng)是集保護與節(jié)能控制于一體的電控系統(tǒng)，將控制系統(tǒng)、保護系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合到一起，構成一個完整的操作、調度、保護及監(jiān)視網(wǎng)絡，通過多級驅動功率平衡技術，保證多臺電機運行時出力一致，實現(xiàn)對整個運輸系統(tǒng)的優(yōu)化運行控制。

 

　　2.關鍵技術

 

　?。?）PLC網(wǎng)絡系統(tǒng)智能檢測和計算、整個運輸系統(tǒng)的遙控、遙測、遙信、遙調；

 

　?。?）變頻多機拖動功率平衡及多條皮帶協(xié)動；

 

　?。?）地面到井下多條皮帶及遠距離協(xié)調連動實現(xiàn)“煤多快轉，煤少慢轉”、“順煤流起車”、“有煤開車，無煤停車”。

 

　　3.工藝流程

 

　　工藝流程見下圖。

 

 

 

　　五、主要技術指標

 

　　1.具有過負載能力，能在150%額定輸出下維持1分鐘；

 

　　2.變頻器零速運行時，變頻的啟動轉矩大于1.5倍額定轉矩；

 

　　3.在20-100%的負載變化情況內達到或超過0.95的功率因數(shù)，并且電流諧波少，無需功率因數(shù)補償/諧波抑制裝置；

 

　　4.內置功率平衡調節(jié)，可與各類變送器形成閉環(huán)控制系統(tǒng)；

 

　　5.變頻器可以采用就地起動、停止控制方式，也可以利用PLC或外部其他設備進行遠程控制；通過通訊（RS485、Modbus、Profibus），可同時控制32臺變頻器主機，從機可更多。

 

　　六、技術鑒定、獲獎情況及應用現(xiàn)狀

 

　　目前，變頻器已經(jīng)在煤礦行業(yè)中得到廣泛的應用，尤其是在主扇風機、局扇風機、提升機、壓風機、渣漿泵等負載，其節(jié)能效果顯著。但在皮帶機領域將變頻調速、信息化技術、自動化技術相結合，最終實現(xiàn)皮帶機的低能耗運行的技術，目前并未得到大范圍應用。皮帶機變頻能效系統(tǒng)在借鑒國外先進技術的基礎上，整合了相關領域的技術，開發(fā)出自動化程度高，安全可靠的皮帶輸送系統(tǒng)，可在煤炭、冶金、電力、化工、建材等眾多領域廣泛應用，具有較大的節(jié)能潛力。

 

　　七、典型應用案例

 

　　典型案例1：陜西崔家溝煤礦項目

 

　　技術提供單位：中煤科創(chuàng)節(jié)能技術有限公司

 

　　建設規(guī)模：200萬噸產(chǎn)能。主要技改內容：主運皮帶(一條)能效優(yōu)化。主要設備為皮帶機變頻系統(tǒng)等。技改投資額300萬元，建設期1個月。年節(jié)能量12000tce（設備壽命20年），年減排量31680tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟效益為150萬元，投資回收期2年。

 

　　典型案例2：吉林通化八寶煤礦項目

 

　　技術提供單位：中煤科創(chuàng)節(jié)能技術有限公司

 

　　建設規(guī)模：300萬噸產(chǎn)能。主要技改內容：主運皮帶(一條)能效優(yōu)化。主要設備為皮帶機變頻系統(tǒng)等。技改投資額350萬元，建設期1個月。年節(jié)能量13100tce，年減排量34584tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟效益為146萬元，投資回收期約2年。

 

　　八、推廣前景和節(jié)能減排潛力

 

　　皮帶機變頻能效系統(tǒng)具有提高生產(chǎn)效率、調速節(jié)能、降低事故率、減少故障處理時間、減少現(xiàn)場操作人員等優(yōu)點，與CST相比，避免了油污染環(huán)境，降低起動沖擊延長設備壽命，具有較好的節(jié)能經(jīng)濟效益。預計未來5年，該技術在礦山皮帶機中可推廣至40%，形成的年節(jié)能能力約為30萬tce，年碳減排能力79萬tCO2。