刮板输送机升级改造分析

刮板输送机升级改造分析

作者：程磊

来源：《中国化工贸易·中旬刊》2019年第05期

摘要：针对矿井2801回采工作面刮板输送机使用过程中存在的问题，提出采用变频改造的升级方案，并在现场进行实践应用，结果表明，改造后的刮板输送机可以实现软启动、停机，可以根据采面煤量对刮板机运行速度进行调整，同时提高了机电设备的功率因素，降低了电能消耗。在一定程度上可以促进矿井的经济效益提升。

关键词：刮板输送机；载荷；改造；变频调速

随着科学技术不断前进，矿井机械化水平不断的提升[1]。变频技术由于具有调速范围宽、响应快等优点，在工业领域中的应用不断扩展[2-3]。山西某矿经过近些年来的技术改造，已经在主要通风机、提升机以及压风机等进行了变频改造，取得了较好的应用效果。同时随着矿井机械设备的大量运用，回采工作面的装机量不断提升，采面的产量不断增加，特别是对刮板输送及提出了更高的要求[4]。对于采面采用的大功率刮板输送机（功率在55kW以上），存在设备启动时间长，启动电流大，特别是刮板机处于重载荷时，启动时对井下供电电网造成较大冲击，同时刮板机电机也容易出现损坏[5-6]。因此，对刮板输送机进行升级改造，确保其可以安全高效、平稳运行，对提升矿井回采工作面的高效生产具有重要意义。

1 概述

山西某矿2801回采工作面开采8号煤层，煤层厚度在1.3～3.2m，布置的工作年走向长度为922m，斜长在105～230m间，皮带输送机输送能力为1000t/。采用综合机械化采煤方法，全部垮落法对顶板进行管理，刮板机是采煤工作面重要的机电设备，型号为SGZ764/2*315，采用2台功率为315kW电动机提供动力，电机的转动速度为1484r./min，配套采用的型号为JS315减速器，型号为20S01-6联轴器，刮板机链条为中双链，连接方式采用哑铃连接。

刮板机原启动是2台功率为315kW电机直接启动，刮板机重载时启动困难，启动性能差，同时刮板机只能保持1.3m/s速度恒定运行。电机启动时产生的瞬间启动电流大，对供电电网造成较大冲击，影响电网中其他机电设备的安全运行。针对上述问题，在充分利用现有設备基础上，采用型号为BPJ-400/1140变频设备对刮板输送机进行升级改造，使得刮板输送机能更好的为采面生产服务，同时降低对电网中其他设备运输造成的影响。

2 技术改造方案

采用2套变频设备，控制功率为315kW，变频设备输入电压1140V，具有欠电压、过电压、过载、接地、漏电保护等功能，并且可以实现对驱动电机的无极调速，降低电力消耗。采

用控制箱对刮板输送机运行进行控制，实现刮板输送机软启动，正、反运送控制方式，在刮板机的隔爆型号箱能显示刮板机相关运行参数，为刮板输送机控制提供直观信息显示。

升级改造采用的变频器冷却采用的是开放式水冷方式，需要的冷却水压力小于1MPa，冷却水流量大于50L/min，具有较高的散热效率，对冷却水水质要求不高，具有水电闭锁功能，适应性强。控制方式具有本地控制、外部控制两种方式，通过调整相关控制参数，对控制方向进行选择。控制系统采用的技术及元器件较为可靠。

3 改造目标及改造实施

经过多方面的技术考察以及现场需求研究，选择型号为BPJ-400/1140变频器（2台）对刮板输送机进行技术改造，该装置变频控制采用交—直—交方式，电气系统主要由供电回路、电源总成、DSP模板、变频器主控器、风扇、显示模块以及外围模块等构成。高压的交流电经过隔离开关、熔断器以及接触器、滤波器之后将交流电整流成直流电，直流电经过逆变电路整流成频率可调的交流电。具体的结构组成如图1所示。

2801回采工作面刮板输送机进行升级改造之后，刮板输送机具有软启动、软停机等功能，特别是刮板机重启动时，对供电电网造成的冲击小，具有较好的应用效果。从对刮板输送机进行技术改造后至现在，刮板输送机未出现过压死情况，同时电机也未出现过过载烧坏情况，有效保证了刮板输送机克服刮板机重载阻力启动，同时减少了刮板机启动时的机械冲击、对电网的冲击。改造之后的刮板输送机教具有多档运行速度，可以根据采面煤炭产生以及运煤需要，对刮板机的运行速度进行调节，实现高效生产运输以及经济合理。

4 改造效果分析

4.1 实现对刮板输送机载荷的均衡控制

系统在运行时可以对两台功率为315kW电机的负荷状态进行监测，通过复杂的控制算法，实现两台电机均衡运行，负荷的差异小于2%；具备刮板输送机底部链条的预张紧控制功能，减少刮板机运行时对中部槽帮的磨损程度以及防止底板链条出现卡链；头尾电机的运行状态一致，降低链条受到的冲击载荷。

4.2 具有较大的启动转矩，启动、停机过程平稳

电机在各种载荷状态下的软启动，无极调速，软停机等功能，消除对刮板机的机械冲击以及对供电电网的电流冲击，延长机电设备的使用寿命，同时在多台电机共同带动刮板输送机运行时，可以实现各台电机的功率动态平衡。

4.3 节能降耗更为明显

以2801回采工作面刮板输送机升级改造前后每个月的电能消耗为例，分析改造前后刮板

输送机的节能效果，具体的电能消耗如表1、表2所示。刮板输送机改造前的月平均电能消耗在87684kW，改造后刮板输送机的月电能消耗在76584kW，每个月可以降低电能消耗约1.1万kW·h，按照现行的电价，每月可以节省电能费用为0.76万元，年可以节省电能消耗约9万

元。

5 总结

针对2801回采工作面刮板输送机在使用过程中存在的问题，对刮板输送机进行升级改

造，改造后的刮板输送机具有启动力矩大，软启动平稳，启动时对电网以及刮板机的机械冲击小，提高了刮板输送机的运行效果以及机电设备的功率因数，对促进回采工作面的安全高效生产具有一定的促进意义。

参考文献：

[1]郭卓.刮板输送机传动装置的优化改造[J].机械管理开发，2019，34（02）：135-136+139.

[2]郝永强.刮板输送机变频驱动控制系统的研究[J].机械管理开发，2018，33（11）：93-94.

[3]袁庆永.薄煤层刮板输送机改进及应用研究[J].机械管理开发，2018，33（11）：156-157.

[4]郑深友.刮板输送机常见故障及处理方法[J].内蒙古煤炭经济，2018（20）：62+87.

[5]张宁.选煤厂刮板机技术改进[J].机械管理开发，2018，33（09）：173-174+189.

[6]王君辉.采煤工作面刮板机双电机控制的改造探究[J].能源与节能，2018（09）：173-174+190.

作者简介：

程磊（1989- ），男，山西太谷人，2012年7月毕业于太原理工现代科技学院，机械设计制造及其自动化，本科，现为助理工程师。