一、技術(shù)名稱(chēng)：皮帶機(jī)變頻能效系統(tǒng)技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)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(xiǎn)環(huán)境，也適用于煤炭、冶金、化工、建材、糧食、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)境，作皮帶機(jī)順序控制、監(jiān)控皮帶各項(xiàng)保護(hù)用及多電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率平衡。
三、與該技術(shù)相關(guān)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(yùn)輸機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)皮帶機(jī)）來(lái)完成煤炭的輸送。傳統(tǒng)運(yùn)輸控制方法是以中央控制器PLC通過(guò)變頻器控制各條皮帶機(jī)的啟停順序，當(dāng)皮帶機(jī)達(dá)到額定帶速后，變頻器會(huì)失去對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制作用，皮帶機(jī)將按照設(shè)計(jì)帶速恒速運(yùn)行，從而在空載、輕載等情況下造成電能的浪費(fèi)。
目前國(guó)內(nèi)大型礦業(yè)集團(tuán)的噸煤生產(chǎn)綜合耗電量約為40kWh（最高達(dá)80kWh），選煤耗電量約為8kWh/t，中小型礦業(yè)集團(tuán)受資源條件和生產(chǎn)設(shè)備的限制，能耗更高。
目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量8萬(wàn)tce/a，CO2減排約21萬(wàn)t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
皮帶變頻能效系統(tǒng)在膠帶輸送機(jī)上安裝料流傳感器，通過(guò)PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)智能檢測(cè)和計(jì)算膠帶上運(yùn)送煤炭的情況，并與變頻器相配合，實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的節(jié)能運(yùn)行，最大程度地降低皮帶機(jī)的無(wú)功損耗，提高皮帶輸送機(jī)的整體運(yùn)行效率。該能效系統(tǒng)是集保護(hù)與節(jié)能控制于一體的電控系統(tǒng)，將控制系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合到一起，構(gòu)成一個(gè)完整的操作、調(diào)度、保護(hù)及監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)多級(jí)驅(qū)動(dòng)功率平衡技術(shù)，保證多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行時(shí)出力一致，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行控制。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)智能檢測(cè)和計(jì)算、整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)；
（2）變頻多機(jī)拖動(dòng)功率平衡及多條皮帶協(xié)動(dòng)；
（3）地面到井下多條皮帶及遠(yuǎn)距離協(xié)調(diào)連動(dòng)實(shí)現(xiàn)“煤多快轉(zhuǎn)，煤少慢轉(zhuǎn)”、“順煤流起車(chē)”、“有煤開(kāi)車(chē)，無(wú)煤停車(chē)”。
3.工藝流程
工藝流程見(jiàn)下圖。
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1.具有過(guò)負(fù)載能力，能在150%額定輸出下維持1分鐘；
2.變頻器零速運(yùn)行時(shí)，變頻的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于1.5倍額定轉(zhuǎn)矩；
3.在20-100%的負(fù)載變化情況內(nèi)達(dá)到或超過(guò)0.95的功率因數(shù)，并且電流諧波少，無(wú)需功率因數(shù)補(bǔ)償/諧波抑制裝置；
4.內(nèi)置功率平衡調(diào)節(jié)，可與各類(lèi)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(dòng)、停止控制方式，也可以利用PLC或外部其他設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；通過(guò)通訊（RS485、Modbus、Profibus），可同時(shí)控制32臺(tái)變頻器主機(jī)，從機(jī)可更多。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)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(yīng)用，尤其是在主扇風(fēng)機(jī)、局扇風(fēng)機(jī)、提升機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、渣漿泵等負(fù)載，其節(jié)能效果顯著。但在皮帶機(jī)領(lǐng)域?qū)⒆冾l調(diào)速、信息化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的低能耗運(yùn)行的技術(shù)，目前并未得到大范圍應(yīng)用。皮帶機(jī)變頻能效系統(tǒng)在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，整合了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)，開(kāi)發(fā)出自動(dòng)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(lǐng)域廣泛應(yīng)用，具有較大的節(jié)能潛力。
七、典型應(yīng)用案例
典型案例1：陜西崔家溝煤礦項(xiàng)目
技術(shù)提供單位：中煤科創(chuàng)節(jié)能技術(shù)有限公司
建設(shè)規(guī)模：200萬(wàn)噸產(chǎn)能。主要技改內(nèi)容：主運(yùn)皮帶(一條)能效優(yōu)化。主要設(shè)備為皮帶機(jī)變頻系統(tǒng)等。技改投資額300萬(wàn)元，建設(shè)期1個(gè)月。年節(jié)能量12000tce（設(shè)備壽命20年），年減排量31680tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為150萬(wàn)元，投資回收期2年。
典型案例2：吉林通化八寶煤礦項(xiàng)目
技術(shù)提供單位：中煤科創(chuàng)節(jié)能技術(shù)有限公司
建設(shè)規(guī)模：300萬(wàn)噸產(chǎn)能。主要技改內(nèi)容：主運(yùn)皮帶(一條)能效優(yōu)化。主要設(shè)備為皮帶機(jī)變頻系統(tǒng)等。技改投資額350萬(wàn)元，建設(shè)期1個(gè)月。年節(jié)能量13100tce，年減排量34584tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為146萬(wàn)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(jī)變頻能效系統(tǒng)具有提高生產(chǎn)效率、調(diào)速節(jié)能、降低事故率、減少故障處理時(shí)間、減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員等優(yōu)點(diǎn)，與CST相比，避免了油污染環(huán)境，降低起動(dòng)沖擊延長(zhǎng)設(shè)備壽命，具有較好的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)計(jì)未來(lái)5年，該技術(shù)在礦山皮帶機(jī)中可推廣至40%，形成的年節(jié)能能力約為30萬(wàn)tce，年碳減排能力79萬(wàn)tCO2。
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