二、技术所属领域及适用范围：适用于煤矿地面及井下有瓦斯、煤尘爆炸危险环境，也适用于煤炭、冶金、化工、建材、粮食、运输等环境，作皮带机顺序控制、监控皮带各项保护用及多电机驱动功率平衡。

 

　　三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

 

　　在大中型煤矿企业的生产中，需要大量使用皮带运输机（以下简称皮带机）来完成煤炭的输送。传统运输控制方法是以中央控制器PLC通过变频器控制各条皮带机的启停顺序，当皮带机达到额定带速后，变频器会失去对电动机的控制作用，皮带机将按照设计带速恒速运行，从而在空载、轻载等情况下造成电能的浪费。

 

　　目前国内大型矿业集团的吨煤生产综合耗电量约为40kWh（最高达80kWh），选煤耗电量约为8kWh/t，中小型矿业集团受资源条件和生产设备的限制，能耗更高。

 

　　目前该技术可实现节能量8万tce/a，CO2减排约21万t/a。

 

　　四、技术内容

 

　　1.技术原理

 

　　皮带变频能效系统在胶带输送机上安装料流传感器，通过PLC网络系统智能检测和计算胶带上运送煤炭的情况，并与变频器相配合，实现皮带机的节能运行，最大程度地降低皮带机的无功损耗，提高皮带输送机的整体运行效率。该能效系统是集保护与节能控制于一体的电控系统，将控制系统、保护系统、通讯系统和视频监控系统融合到一起，构成一个完整的操作、调度、保护及监视网络，通过多级驱动功率平衡技术，保证多台电机运行时出力一致，实现对整个运输系统的优化运行控制。

 

　　2.关键技术

 

　　（1）PLC网络系统智能检测和计算、整个运输系统的遥控、遥测、遥信、遥调；

 

　　（2）变频多机拖动功率平衡及多条皮带协动；

 

　　（3）地面到井下多条皮带及远距离协调连动实现“煤多快转，煤少慢转”、“顺煤流起车”、“有煤开车，无煤停车”。

 

　　3.工艺流程

 

　　工艺流程见下图。

 

 

 

　　五、主要技术指标

 

　　1.具有过负载能力，能在150%额定输出下维持1分钟；

 

　　2.变频器零速运行时，变频的启动转矩大于1.5倍额定转矩；

 

　　3.在20-100%的负载变化情况内达到或超过0.95的功率因数，并且电流谐波少，无需功率因数补偿/谐波抑制装置；

 

　　4.内置功率平衡调节，可与各类变送器形成闭环控制系统；

 

　　5.变频器可以采用就地起动、停止控制方式，也可以利用PLC或外部其他设备进行远程控制；通过通讯（RS485、Modbus、Profibus），可同时控制32台变频器主机，从机可更多。

 

　　六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

 

　　目前，变频器已经在煤矿行业中得到广泛的应用，尤其是在主扇风机、局扇风机、提升机、压风机、渣浆泵等负载，其节能效果显著。但在皮带机领域将变频调速、信息化技术、自动化技术相结合，最终实现皮带机的低能耗运行的技术，目前并未得到大范围应用。皮带机变频能效系统在借鉴国外先进技术的基础上，整合了相关领域的技术，开发出自动化程度高，安全可靠的皮带输送系统，可在煤炭、冶金、电力、化工、建材等众多领域广泛应用，具有较大的节能潜力。

 

　　七、典型应用案例

 

　　典型案例1：陕西崔家沟煤矿项目

 

　　技术提供单位：中煤科创节能技术有限公司

 

　　建设规模：200万吨产能。主要技改内容：主运皮带(一条)能效优化。主要设备为皮带机变频系统等。技改投资额300万元，建设期1个月。年节能量12000tce（设备寿命20年），年减排量31680tCO2。年节能经济效益为150万元，投资回收期2年。

 

　　典型案例2：吉林通化八宝煤矿项目

 

　　技术提供单位：中煤科创节能技术有限公司

 

　　建设规模：300万吨产能。主要技改内容：主运皮带(一条)能效优化。主要设备为皮带机变频系统等。技改投资额350万元，建设期1个月。年节能量13100tce，年减排量34584tCO2。年节能经济效益为146万元，投资回收期约2年。

 

　　八、推广前景和节能减排潜力

 

　　皮带机变频能效系统具有提高生产效率、调速节能、降低事故率、减少故障处理时间、减少现场操作人员等优点，与CST相比，避免了油污染环境，降低起动冲击延长设备寿命，具有较好的节能经济效益。预计未来5年，该技术在矿山皮带机中可推广至40%，形成的年节能能力约为30万tce，年碳减排能力79万tCO2。