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摘 要:皮帶輸送機作為煤礦企業重要的運輸工具,在煤礦企業的發展中發揮著重要的作用。但是煤炭生產耗能較大,而皮帶輸送機節能技術的開發,不但有助于實現節能減排的目標,而且還能夠增加其運行的效率,這對于煤礦企業的可持續發展具有重要的現實意義。
在煤礦運輸中,皮帶輸送機是最理想的高效連接運輸設備,皮帶輸送機的優勢十分明顯,主要有:能夠實現長距離運輸、在實際運輸中運量非常大,而且皮帶輸送機能夠實現可連續輸送。皮帶輸送機的運行可靠,在實際運行過程中能夠實現集中化控制。在高產高效礦井之中,皮帶輸送機是十分關鍵的設備,直接影響煤炭高效開采機電一體化技術。
1 傳統皮帶輸送機電機系統效率分析1.1 皮帶輸送機電機及效率
1.1.1 效率不高
根據最新中小型電機能效等級,國家將其劃分為三個級別,即一級、二級、三級,并且其效率值分別為95%、94.2%、92.5%。基于以上數據顯示:國家規定的3級效能電機的效率值遠遠高于煤礦專用電機的效率。
1.1.2 輕載效率低
導步電機的負載在很大程度上決定著其效率,當達到80%左右的額定負載時,導步電機的效率最高,達到額定效率。而帶式傳輸機的負載與其生產狀況存在密切的關系,尤其是可伸縮帶式傳輸機,其負載經常發生變化,如若可伸縮帶式傳輸機所配電機按照最大功率選配,致使電機在大多數時候處于輕載的運行狀態,不但運行效率偏低,而且功率因數同樣不高,這就浪費了大量的電能與無功。
1.2 液力耦合器及其效率
目前,國內已經生產的液力聯軸器主要分為三種:即調速型、限矩型、以及標準型。其中限矩型是當前在煤礦皮帶輸送機方面應用最廣泛的類型,而聯軸器應用于煤礦皮帶輸送機的好處體現以下幾點:
①改善啟動特性,實現軟啟動:在啟動皮帶輸送機時,需要大的啟動力矩來克服系統的靜阻力矩,以此來獲得系統的加速度;
②過載可靠保護:當皮帶輸送機因某種原因而不能運轉時,例如被物料卡死、裝料過多等,此時液力聯軸器將會發生打滑的現象。雖然電動機能夠維系正常運轉,但是皮帶輸送機卻無法進行工作。機械聯軸器轉差率逐漸增大,致使油溫上高,將會導致易熔塞出現融化;
③降低能耗:當液力聯軸器投入使用后,電動機的安裝功率完全可以達到皮帶輸送機所需。這就成功的解決了傳統沒有使用液力聯軸器存在的問題,例如安裝功率必須加大50%的情況。
1.3 減速器及其效率
當電機輸出高轉速機械功率時,通過減速器可以將其轉換為皮帶輸送機要求的低轉速機械功率。基于當前能量轉換的過程中,減速器在一定程度上消耗了一定的能量,大約占據輸出功率的6%左右。而減速器的效率與減速比存在一定的關系,當減速比越大時,減速器的效率就越低。
為了能夠實現礦用皮帶輸送機電機系統節能的目的,需要從傳動系統效率與電機本體效率兩方面進行考慮。當負載大范圍變化時,而系統運行效率仍然極高。主要表現在以下三個方面的內容:
2.1 三相異步電動機進行節能改造
在改造役老式電動機的過程當中,通過運用新材料與新技術,不但能夠提高電動機運行的效率,而且還有助于降低費用的支出。這也是當前最有效的電動機節能方式,經常運用的改造方法如下:
①電動機繞組改接:通過對其繞組型式進行改進,有助于降低其能耗,提高其運行效率。目前最好的繞組改接方法為:單層繞組改為雙層繞組、同心繞組改為等距繞組或者交叉式鏈接型繞組;
②選擇新型節能風扇:在電動機風扇功耗與轉速接近三次方關系,尤其在大型電動機中,其通風損耗較高;
③綜合改造技術:基于當前電動機的運行現狀而言,需要對其進行技術方面的分析,采取有效措施進行技術改造,同時要根據最佳成本收益,制定出最新的技術改造方案;
④定子繞組重繞,增加繞組線徑,減少電阻,降低銅損,實現節能。電動機效率可提高1.5%-4%。
2.2 輕載節能高效電機
三相異步電機效率通常指額定工作點的效率。皮帶輸送機的運行中,經常會出現負載較大的波動。當負載率小于60%的情況下,電機效率將會大幅度下降。因此為了能夠實現電機節能運行,就要保證電機在輕載時存在較高的效率。
2.3 高效率、超高效率三相異步電機
目前,國內已經將中小型電機分為一級效能、二級效能、三級效能三個等級,并且強制性的規定:如若一般性用途電機低于三級效能,此類電機不得進行生產,而且也不能夠在市場上進行出售。
國內的皮帶輸送機與國外的皮帶輸送機還有很大的差距,在今后的發展中,我國應該不斷學習國外皮帶輸送機技術,促進煤礦企業皮帶輸送機朝大型化、自動化的方向發展。皮帶輸送機要在發展中擴大使用范圍,提高使用性能。
綜上所述,為了能夠保證皮帶輸送機電機轉動系統效率得到全面提升,就需要做好以下幾點工作:其一,采取有效措施,提高各部件的效率,必須給予輕載時效率與額定效率足夠的重視,確保整個負載區間存在較高的運行效率。其二,對傳統傳動方式進行改造升級,取消液力耦合器之間環節,而應采用直接驅動技術,以此來提高系統效率。
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