摘要：高壓變頻器不僅能實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的無(wú)極平滑調(diào)速，更可以調(diào)高皮帶機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。在遠(yuǎn)距離大載量輸送皮帶機(jī)項(xiàng)目上，多采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式。對(duì)于驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)這類(lèi)柔性輸送設(shè)備的關(guān)鍵是各驅(qū)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)矩平衡，本文介紹了希望森蘭SBH系列高壓變頻器在新疆東方希望有色金屬有限公司5×350MW電廠輸煤系統(tǒng)上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器  皮帶機(jī)   長(zhǎng)距離   協(xié)調(diào)  

一、  項(xiàng)目概況

新疆昌吉州吉木薩爾縣五彩灣工業(yè)園區(qū)準(zhǔn)東經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)為國(guó)家級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)，是國(guó)家西部“一帶一路”的能源核心區(qū)，是國(guó)家“疆電外送”的重要基地，國(guó)家最大的煤制天然氣項(xiàng)目示范區(qū)。處于該開(kāi)發(fā)區(qū)的準(zhǔn)東煤田是國(guó)家確定的第十四個(gè)能源基地，是新疆五大煤田之一，也是我國(guó)發(fā)現(xiàn)的最大的整裝煤田。煤炭資源探測(cè)預(yù)測(cè)儲(chǔ)量3900億噸，占全疆儲(chǔ)量（2.19萬(wàn)億噸）的17.8%。目前，已探明煤炭資源儲(chǔ)量2136億噸。煤炭資源品質(zhì)優(yōu)良，主體為31號(hào)不粘煤，具有低灰(6.55%)、低硫(0.37%)、富含油的特點(diǎn)，平均熱值達(dá)到6784大卡/公斤，是良好的動(dòng)力和化工、制油用煤。

新疆東方希望有色金屬有限公司是中國(guó)大型民營(yíng)企業(yè)東方希望集團(tuán)的全資子公司，于2010年12月30日在新疆昌吉州準(zhǔn)東國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)成立。項(xiàng)目一期年產(chǎn)80萬(wàn)噸電解鋁項(xiàng)目于2011年存開(kāi)工，當(dāng)年即投產(chǎn)。整個(gè)東方希望工業(yè)園總體規(guī)劃240萬(wàn)噸電解鋁，120萬(wàn)噸鋁用陽(yáng)極碳素、裝機(jī)容量4200MW發(fā)電機(jī)組、130萬(wàn)噸鋁深加工，45萬(wàn)噸工業(yè)硅等項(xiàng)目。全部建成后將形成煤、鋁、電、碳素、工業(yè)硅、鋁深加工等為一體的超大型現(xiàn)代化循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園。新疆希鋁是其中的核心企業(yè)，一期建成5×350MW機(jī)組，二期5×350MW已于2015年10月并網(wǎng)1臺(tái)機(jī)組。新疆東明塑膠有限公司于2012年建成2×100MW，2×135MW機(jī)組。目前總發(fā)電裝機(jī)容量約2570MW，每小時(shí)燃煤，每天燃煤約30000T。燃煤主要由天池能源2號(hào)露天煤礦供給，煤礦距新疆東方希望工業(yè)園直線(xiàn)距離約15km，在皮帶機(jī)項(xiàng)目正式投運(yùn)之前均采用汽車(chē)運(yùn)輸，每噸運(yùn)費(fèi)約15元，每天運(yùn)費(fèi)投入近50萬(wàn)，運(yùn)費(fèi)占煤炭總成本近1/5。為了控制運(yùn)費(fèi)，控制生產(chǎn)成本，東方希望投資2.5億元新建一條25公里長(zhǎng)距離皮帶機(jī)代替原來(lái)汽車(chē)運(yùn)輸。

二、  皮帶機(jī)設(shè)備概況

新疆東方希望長(zhǎng)距離輸煤皮帶機(jī)系統(tǒng)主要由天池TC01、BC01，BC02、BC03、BC04這5條長(zhǎng)距離皮帶組成。其中亞洲單體最長(zhǎng)的皮帶為BC02，BC01正在建設(shè)之中。每條皮帶均由皮帶機(jī)、抱閘裝置、減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、皮帶秤、拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)、跑偏傳感器、拉進(jìn)裝置、滾筒、托輥、支架等組成。

其中部分主要皮帶設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

TC01皮帶長(zhǎng)2351.8m，寬1.400m，設(shè)計(jì)運(yùn)量Q=3000T/H，采用頭二尾一的驅(qū)動(dòng)方式。

BC02皮帶長(zhǎng)10660.5m，寬1.600m，設(shè)計(jì)運(yùn)量Q=4000T/H，采用頭三尾二的驅(qū)動(dòng)方式，頭部?jī)膳_(tái)滾筒采用同軸鋼性硬連接。

BC03皮帶長(zhǎng)3505.8m，寬1.600m，設(shè)計(jì)運(yùn)量Q=4000T/H，采用頭三尾一的驅(qū)動(dòng)方式，頭部?jī)膳_(tái)采用同軸硬性連接。

BC04皮帶長(zhǎng)1023m，  寬1.600m，設(shè)計(jì)運(yùn)量Q=3000T/H，采用頭部單臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。

東方希望長(zhǎng)距離皮帶系統(tǒng)圖如下：

三、  系統(tǒng)構(gòu)成

因?yàn)槠C(jī)整個(gè)輸配電距離接近25km，為滿(mǎn)足輸供配電需要，東方希望新增一路35kV長(zhǎng)距離大皮帶輸電專(zhuān)用線(xiàn)路。從東明塑膠采用架空明線(xiàn)至各個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站變配電室。具體配置如下：

四、  第三代SBH系列皮帶機(jī)主從協(xié)調(diào)控制高壓變頻器特點(diǎn)

長(zhǎng)距離輸送皮帶機(jī)多數(shù)采用多滾筒驅(qū)動(dòng)，多臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)同一滾筒時(shí)，由于滾筒及減速機(jī)齒輪等機(jī)械設(shè)備在制造過(guò)程中存在誤差，且長(zhǎng)距離皮帶機(jī)由于地形、皮帶與滾筒之間的包絡(luò)角不同等原因，皮帶在頭部及尾部拉進(jìn)力度并不完全一致，加上驅(qū)動(dòng)滾筒的電機(jī)的電氣參數(shù)也有一定差異，不可避免的會(huì)出現(xiàn)力矩不同步問(wèn)題。速度快的電機(jī)將承受較重負(fù)載，速度慢的電機(jī)將被拖動(dòng)，在減速時(shí)更容易造成被拖動(dòng)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，造成設(shè)備報(bào)過(guò)壓故障而停機(jī)。為確保皮帶機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)輸能力及安全運(yùn)行，應(yīng)保證皮帶機(jī)機(jī)頭與機(jī)尾的各滾筒同步啟停，保證各滾筒之間的功率平衡。

在以往皮帶機(jī)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)中我們還發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)距離皮帶機(jī)運(yùn)送物料時(shí)，皮帶機(jī)受物料重力，易造成上皮帶松弛，造成皮帶機(jī)打滑，在物料厚度增加時(shí)，皮帶機(jī)打滑現(xiàn)象較為明顯。

為解決以上長(zhǎng)距離多機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)的以上問(wèn)題，森蘭技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)為皮帶機(jī)專(zhuān)門(mén)研發(fā)了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)最多可連接8臺(tái)變頻器，可任意選定一臺(tái)變頻器作為主機(jī)，其他變頻器作為從機(jī)。協(xié)調(diào)柜接受上位機(jī)的頻率給定信號(hào)，并將該頻率給定信號(hào)采用通訊的方式傳送給主機(jī)，再將主機(jī)的輸出力矩采用通訊的方式通過(guò)協(xié)調(diào)柜轉(zhuǎn)發(fā)至從機(jī)，實(shí)現(xiàn)主從變頻器之間的力矩平衡。協(xié)調(diào)柜與主從機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換采用光纖通訊的方式。

在實(shí)際運(yùn)行中也可通過(guò)調(diào)整從機(jī)給定頻率，從而控制從機(jī)的輸出力矩。滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)各種工況的實(shí)際需要。

采用協(xié)調(diào)柜控制的BC02皮帶控制示意圖如下：

實(shí)際運(yùn)行圖片：

五、  SBH系列皮帶機(jī)專(zhuān)用高壓變頻器驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)的作用

2014年5月，新建東方希望為踐行集團(tuán)竭盡全力創(chuàng)造企業(yè)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)的價(jià)值理念，啟動(dòng)25km長(zhǎng)距離皮帶機(jī)輸煤項(xiàng)目。本次項(xiàng)目所有設(shè)備采購(gòu)以公開(kāi)招標(biāo)的形式進(jìn)行，本著公平、公正、公開(kāi)的原則，最終選擇希望森蘭科技股份有限公司SBH系列皮帶機(jī)專(zhuān)用高壓變頻器產(chǎn)品，共計(jì)16套，型號(hào)規(guī)格分別為：SBH-100-560-T、SBH-100-710-T、SBH-100-1120-T。

設(shè)備于2015年8月完成全部安裝就位，并于2015年9月底全面投入生產(chǎn)運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。從實(shí)際使用情況來(lái)看，希望森蘭SBH系列皮帶機(jī)專(zhuān)用高壓變頻器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、 啟動(dòng)力矩大，達(dá)到150%以上，完全滿(mǎn)足皮帶機(jī)滿(mǎn)載啟動(dòng)要求。

2、 實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程平滑，無(wú)沖擊。

3、 調(diào)速范圍寬，可實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的驗(yàn)帶等功能。

4、 可實(shí)現(xiàn)頻繁啟停，不受啟動(dòng)次數(shù)限制。

5、 實(shí)現(xiàn)多機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)主機(jī)、從機(jī)功率平衡，且可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

6、 操作簡(jiǎn)單，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

六、  總結(jié)

皮帶機(jī)自從2015年9月調(diào)試以來(lái)受到了東方希望以、自貢運(yùn)機(jī)以及希望森蘭科技股份有限公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和關(guān)注。森蘭SBH系列皮帶機(jī)專(zhuān)用高壓變頻器具有多種優(yōu)點(diǎn)，完全滿(mǎn)足長(zhǎng)距離多機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)的各種運(yùn)行工況，解決了長(zhǎng)距離多機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩平衡問(wèn)題。到目前為止，已累計(jì)運(yùn)送100萬(wàn)噸燃煤，節(jié)約運(yùn)費(fèi)近1500萬(wàn)元，產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)效益，整條皮帶運(yùn)行不到兩年即可完全收回投資成本。