煤矿带式输送机软启动装置的选型分析

【摘 要】带式输送机是现代化矿井生产中的主要运输设备，其重要性不言而喻，而软启动装置则又是带式输送机的关键部件，因此，选择技术先进、经济合理、安全可靠的软启动装置，对于长距离、大运量的带式输送机来说至关重要。本文通过多种形式软启动装置优缺点的对比分析，提出了针对煤矿不同使用场合选用带式输送机软启动装置的基本经验。

【关键词】带式运输机；软启动；调速装置

一、前言

由于带式输送机具有运量大、效率高、成本低、事故少、管理维护简单、易于实现集中控制和自动化，已被广泛应用于国内大中型现代化矿井中。近几年来，随着大型和特大型煤矿的不断建设，我国煤矿用带式输送机正在向长运距、高带速、大运量、大功率方向发展，特别是在煤矿井下运输系统和主斜井提升设备中，许多煤矿均采用带式输送机作为煤流运输设备。软启动装置是带式输送机的关键部件，它直接影响到带式输送机运行的安全可靠性和经济效益。因此，选择技术先进、经济合理、安全可靠的软启动装置，对于长距离、大运量、大功率的带式输送机来说至关重要。

二、软启动技术

软启动技术是指带式输送机驱动系统在满载工况下，能够按照要求的速度逐步克服整个系统的惯性而平稳地启动或停车。对于长距离、大运量、大功率带式输送机而言，软启动技术不仅能有效地减小启动时电动机对机械传动系统和输送带的启动冲击，延长减速器和价格昂贵的输送带等关键部件的使用寿命，同时还能大大减小启动电流对电动机的冲击负荷以及对电网的影响，起到节能降耗、降档选型的作用、还可减少设备投资及运行费用，因而软启动技术在煤矿中得到越来越广泛的应用。

三、软启动装置的选型

目前，煤矿常用的带式输送机的软启动装置有调速型液力偶合器、变频调速驱动装置、CST可控驱动装置和MST机械软启动传动装置等，各种软启动装置各有其特点。

1、变频调速驱动装置

变频调速驱动装置的主要性能特点是：

①完全可调节启动速率斜率，软启动、软制动性能良好；

②占地少，无漏油麻烦；③节能效果明显，无运行功率损耗；

④可以实现多台驱动电机之间的功率平衡；

⑤响应速度快，调速性能好，对电网冲击小；

⑥可以40%～100%的任何速度长期运行；

⑦功率因数>0.96，谐波小，不需要谐波治理及功率补偿装置，有利于改善电网的用电质量；

缺点是投资较高。

由于变频调速驱动装置具有系统简单、调速范围广、维护方便、节能效果明显等突出优点，煤矿主斜井带式输送机、特别是250～3150kW大功率和多机驱动的带式输送机，多选用变频调速驱动装置。

使用中需要注意的是，对于630kW以上的主斜井带式输送机，其变频调速驱动装置应设在井口地面驱动装置间内。

2、CST可控驱动装置

CST是由美国DODGE公司研制的带有电液反馈控制及齿轮减速器，在低速轴端有线性湿性离合器，集减速、离合、调速于一体的机电一体化传动系统。它主要有五部分组成，即机械传动系统、电-液控制系统、风冷热交换器、油泵系统、冷却控制系统。CST可控驱动系统的主要性能特点是：

①能在大范围内调节和控制输送机的启动加速度和停车减速度，软启动、软制动性能良好；

②离合器和减速器在一个整体机内，体积小，占地少；

③启动完成后，在正常运行带速时，滑差消耗小，效率高；

④驱动主电机可实现分时空载启动，对电网冲击小，可以实现多台驱动电机之间的功率平衡，控制精度可达±2%；

⑤可大大降低输送带的基本张力，降低输送带强度；

⑥可通过电控系统与集中控制系统相连，实现对自身及输送机运行工况的远程集中监视和监控；

⑦对自身及输送机提供的保护功能齐全，可实现驱动系统与输送机的双向保护。

缺点是系统复杂，价格高，备品备件需要进口。

CST可控驱动装置具有良好的软启动、软制动、无级调速、解决多点驱动功率平衡、效率高等突出特点，一般用于250kW以上的大型带式输送机。

对于煤矿井下运输系统中使用的250kW以上的运输顺槽、运输大巷、运输石门等带式输送机，多选用CST可控驱动装置。

对于630kW以上的长距离主斜井带式输送机且采用多点驱动方式（如井筒内增设中间驱动），多选用CST可控驱动装置。

3、调速型液力偶合器

调速型液力偶合器驱动系统是利用液体的动能和势能来传递动力的装置。它的主要性能特点是：

①启动时间可按输送机主参数任意调节，使输送机按S形启动速度曲线平衡启动，并能实现重载启动；

②具有过载保护功能；

③能隔离扭振，减缓冲击和振动，有效防止机械磨损，延长设备使用寿命；

④易于实现自动控制，操作简便；

⑤结构简单，无需特殊维护，投资少。

缺点是：

①在低速阶段不能提供稳定平滑的加速度，其传递特性是非线性的，它的控制特性不够准确；

②效率较低，在稳定运行时有约2%的滑差损耗。

对于多数带式输送机，调速型液力偶合器的启动控制性能完全可以满足要求，由于它具有价格低、操作及维护简单等突出优点，仍然是煤矿用带式输送机使用最广泛的软启动装置，一般适用于160～315kW范围内的带式输送机。

4、MST机械软启动传动装置

MST软启动传动装置主要由可差动的行星减速器、辅助齿轮传动机构和液粘制动器组成，是我国自主创新和开发研制的一种用于软启动和无级变速的新型软启动传动装置，可实现大功率机械设备的软启动、软停车、大范围无级调速、过载自动保护以及多驱动功率平衡等功能，适用于带式输送机的重载启动和无级调速要求。它的主要性能特点是：

①启动冲击小，启动电流低，启动加速曲线的最优化使得输送带和滚筒受力最小；

②空载启动，不必经常起动电机；

③运行费用低，可维护性好；

④传动效率高，节能环保；

⑤系统简单，操作方便。

由于MST机械软启动传动装置具有结构紧凑、机电系统可靠性高、控制系统简单、价格低等突出优点，已在煤矿井下运输系统、露天矿剥离和采煤半连续运输系统带式输送机中推广使用，

MST机械软启动传动装置适用于250～1200kW范围内的带式输送机。

四、结束语

综上所述，各种软启动装置各有特点，在具体选型中应根据带式输送机的使用情况，除满足功能要求之外，同时又要考虑到实用性，达到经济、合理、通用、互换，才是最终选择。

参考文献：

[1]蒋志武 带式输送机软启动装置的选型比较[J].煤矿机电，2004.3.

[2]夏炎 矿山主提升带式输送机的软启设计[J].矿山机械，2000（9）.

作者简介：

刘术玲，女，大学本科，新疆乌鲁木齐市，高级工程师，现任职于新疆煤炭设计研究院有限责任公司，主要从事煤炭工程设计。