沈陽煤炭設計院新技術開發公司針對這一缺陷,研究開發了專門用於帶式輸送機驅動的愛可姆(AACM)係統,並成功的應用於神華集團準格爾能源有限公司黑岱溝露天煤礦的2條(tiao)長(chang)距(ju)離(li)大(da)輸(shu)送(song)量(liang)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)的(de)改(gai)造(zao),不(bu)但(dan)完(wan)全(quan)消(xiao)除(chu)了(le)斷(duan)帶(dai)缺(que)陷(xian),並(bing)衍(yan)生(sheng)出(chu)了(le)保(bao)證(zheng)設(she)備(bei)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)和(he)日(ri)常(chang)檢(jian)修(xiu)的(de)多(duo)種(zhong)功(gong)能(neng)。經(jing)過(guo)對(dui)該(gai)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)近(jin)2年運行過程的跟蹤隨訪,其特點和效果總結如下。
1、改造的帶式輸送機的工況參數
(1)帶式輸送機的輸送長度為700m
(2)帶式輸送機的帶寬1.4m,膠帶厚度20 mm。
(3)最大輸送傾斜度約200。
(4)雙電機驅動,單台電機功率355 kW、轉速1500 r/min。
(5)驅動輥直徑Im。
(6)單台帶式輸送機的輸送能力為2 500 t/h。
(7)煤礦設計年產量12.0 Mt、日產60 kt。
(8)三班製運行,交接班時停機l一1.5 h。一天正常啟動3次。
(9)皮帶工作運行線速度為4.5 m/s
(10)帶式輸送機正常啟動時為空載。
2、改造前的運行狀況及提出改造的預期目標
黑岱溝露天煤礦建於1996年,設計年產量12 Mt.選後煤最後輸送到煤倉的2條tiao長chang距ju離li大da輸shu送song量liang的de帶dai式shi輸shu送song機ji采cai用yong限xian矩ju型xing液ye力li耦ou合he器qi作zuo為wei軟ruan啟qi動dong設she備bei。但dan是shi,每mei次ci啟qi動dong時shi都dou會hui出chu現xian脈mai衝chong式shi的de衝chong擊ji抖dou動dong現xian象xiang,直zhi到dao電dian機ji達da到dao額e定ding轉zhuan速su才cai能neng正zheng常chang運yun行xing。自zi煤mei礦kuang投tou產chan到dao2002年的6年中,共發生皮帶突然崩斷故障10多次。而發生斷帶的原因就是啟動時對皮帶的衝擊力逐漸在皮帶上形成橫向損傷性裂口所致。每斷一次帶所造成的後果是:
(1)要停產72 h連續搶修才能修複,直接發生的修理費用大約5—6千元;
(2)停產3天損失0.18 Mt煤的輸送量,造成巨大的間接經濟損失;
(3)需要10多個工人花l天的時間清理散落的煤塊;
(4)斷(duan)帶(dai)時(shi)在(zai)膠(jiao)帶(dai)自(zi)重(zhong)和(he)負(fu)載(zai)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia),膠(jiao)帶(dai)下(xia)滑(hua)形(xing)成(cheng)狀(zhuang)態(tai),折(zhe)彎(wan)處(chu)膠(jiao)帶(dai)膠(jiao)層(ceng)內(nei)的(de)鋼(gang)絲(si)受(shou)力(li)彎(wan)曲(qu)變(bian)形(xing),斷(duan)口(kou)處(chu)呈(cheng)形(xing)狀(zhuang),以(yi)後(hou)在(zai)接(jie)帶(dai)處(chu)和(he)折(zhe)彎(wan)變(bian)形(xing)的(de)地(di)方(fang)就(jiu)形(xing)成(cheng)了(le)新(xin)的(de)斷(duan)帶(dai)隱(yin)患(huan)。
因yin此ci,帶dai式shi輸shu送song機ji的de斷duan帶dai問wen題ti成cheng了le安an全quan生sheng產chan的de最zui大da隱yin患huan,也ye成cheng了le幾ji年nian來lai煤mei礦kuang迫po切qie希xi望wang解jie決jue的de重zhong要yao問wen題ti。提ti出chu改gai造zao的de預yu期qi目mu標biao就jiu是shi要yao消xiao除chu啟qi動dong衝chong擊ji對dui膠jiao帶dai造zao成cheng的de機ji械xie損sun傷shang,避bi免mian發fa生sheng斷duan帶dai故gu障zhang。
3、采用愛可姆係統改造後的運行效果
沈陽煤炭設計院新技術開發公司經過認真調研後,承擔了該礦2條帶式輸送機的技術改造任務,為此專門研究開發了帶式輸送機多電機驅動自控調速啟動係統一愛可姆(AACM)係統。改造後近2年的運行證明,愛可姆係統工作可靠、啟動平穩,完全消除了啟動衝擊對膠帶式造成的機械損傷,取得了非常好的運行效果。
據黑岱溝煤礦介紹,自2002年改造後運行至今,2條帶式輸送機運行情況具有以下特點:
(1)沒有發生過一次斷帶故障;
(2)係統無論在空載模式還是帶載模式啟動都非常平穩;
(3)利用係統的調速功能,將帶速設定為lm/sdedaisujinxingyandai,kejishifaxianhelejiejiaodaidesunshangqingkuang,shishebeideyunxingguanlishizhongchuyushoukongzhuangtai,keyiyoujihuadeanpaishebeiweixiu,bimiantufaguzhangdefasheng。
(4)驗帶時查到的膠帶損傷都是沿膠帶縱向的裂紋,沒有發現橫向裂口。因此判斷,啟動衝擊對膠帶造成的機械損傷沒有出現,
(5)利用調速功能的慢速運行可以在更換托輥時將新托輥輸送到指定地點,大大提高了維修效率,減輕了工人的勞動強度。
由於突發故障的減少、驗帶工作的日常化、程序化,提高了設備運行管理的計劃性和維修效率,改造後的帶式輸送機的產能得到了很大的提高。2004年,該礦的年產量達到了19,06 Mt,相當於一條帶式輸送機達到9.53 Mt的年輸送量,比設計產能提高了60%。因此該礦對愛可姆係統的運行效果給與了充分肯定和積極評價,認為不但達到而且超過了改造的預期目標。
4、改造前後兩種驅動方式的技術比較
改造前後的驅動工作特性如圖1所示,
從兩個工作特性圖的比較,可反映技術上的不同之處:
圖l-a中的啟動時間I.很短而且是不可控的,它的長短隻取決於驅動電機功率與所配限矩型液力耦合器傳遞功率範圍的匹配程度和充油量的多少,一般不超過10s,啟(qi)動(dong)加(jia)速(su)度(du)大(da)必(bi)定(ding)會(hui)對(dui)皮(pi)帶(dai)產(chan)生(sheng)衝(chong)擊(ji)力(li)。另(ling)外(wai),多(duo)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)時(shi),各(ge)驅(qu)動(dong)輥(gun)受(shou)力(li)的(de)不(bu)均(jun)衡(heng),導(dao)致(zhi)傳(chuan)遞(di)功(gong)率(lv)的(de)變(bian)化(hua)並(bing)反(fan)映(ying)在(zai)驅(qu)動(dong)輥(gun)的(de)轉(zhuan)速(su)變(bian)化(hua)上(shang),轉(zhuan)速(su)變(bian)化(hua)的(de)不(bu)同(tong)步(bu)不(bu)受(shou)控(kong),也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)衝(chong)擊(ji)力(li),如(ru)圖(tu)中(zhong)的(de)波(bo)浪(lang)曲(qu)線(xian)區(qu)域(yu)。
圖l-b中,啟動時間t2完全可以進行任意地設定控製,整個啟動時間內特性曲線是平緩而光滑的。黑岱溝煤礦的愛可姆係統空載啟動時間為40 s,帶載啟動時間為60 s。這zhe段duan時shi間jian內nei任ren何he不bu均jun衡heng受shou力li產chan生sheng的de轉zhuan速su變bian化hua都dou能neng通tong過guo控kong製zhi係xi統tong自zi動dong進jin行xing同tong步bu調tiao整zheng,因yin此ci可ke以yi按an最zui小xiao加jia速su度du和he最zui小xiao衝chong擊ji力li的de方fang式shi完wan成cheng整zheng個ge啟qi動dong過guo程cheng,從cong而er最zui大da程cheng度du的de降jiang低di皮pi帶dai的de啟qi動dong張zhang力li。
愛可姆係統可以在中控室內對帶式輸送機進行自動運行控製和故障監控,設定了多種工作模式、故障監控和自動保護。如:空載自動啟動、帶載自動啟動、帶載運行、手動運行。所有的設備運行參數在中控室裏集中顯示、zidongjiluheyichangbaojing。youqishiduandaizidongbaohugongnengzaijijiangfashengduandaiqianjishizidongtingji,nengjiangduandaiguzhangxiaochuzaimengyazhuangtaizhizhong,dadasuoduanleweixiushijian,jiangdileweixiulaodongqiangduheweixiuchengben。
5、愛可姆係統與CST的比較
CST是美國羅克韋爾公司生產的軟啟動驅動係統,近年來逐步在我國的一些長距離大運量帶式輸送機上推廣應用。整個係統由驅動電機、帶(dai)減(jian)速(su)器(qi)的(de)油(you)膜(mo)離(li)合(he)器(qi)和(he)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)組(zu)成(cheng)。雖(sui)然(ran)它(ta)的(de)構(gou)成(cheng)形(xing)式(shi)基(ji)本(ben)上(shang)與(yu)愛(ai)可(ke)姆(mu)係(xi)統(tong)相(xiang)同(tong),但(dan)是(shi)二(er)者(zhe)的(de)核(he)心(xin)驅(qu)動(dong)單(dan)元(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)和(he)特(te)性(xing)是(shi)不(bu)同(tong)的(de),因(yin)此(ci)也(ye)就(jiu)存(cun)在(zai)著(zhe)相(xiang)同(tong)和(he)不(bu)同(tong)之(zhi)處(chu)。作(zuo)為(wei)軟(ruan)啟(qi)動(dong)的(de)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)CST具ju有you緩huan慢man而er平ping穩wen的de啟qi動dong效xiao果guo,並bing能neng自zi動dong調tiao整zheng多duo驅qu動dong輥gun的de受shou力li平ping衡heng和he轉zhuan速su同tong步bu性xing,因yin此ci,啟qi動dong時shi非fei常chang平ping穩wen而er沒mei有you任ren何he衝chong擊ji力li,這zhe是shi它ta與yu愛ai可ke姆mu係xi統tong的de相xiang同tong之zhi處chu。不bu同tong之zhi處chu是shi:
(l)功能上的差異。CST不宜較長時間慢速運行,因此,不適宜驗帶和輸送維修托輥的操作。
(2)運行成本的差異。同樣是用油作為驅動力的工作介質,CST對油的品質要求非常高,使用進口的專用油每年要更換一次,而更換一次油的費用高達係統售價的30%。愛可姆係統使用一般的國產LAN-32機械油,換一次油的費用不到1 000元。
(3)維修成本的差異。CST全部從美國進口,設備的維修技術要求較高,同樣備件的價格也很高,美國專家的服務費用也很高;愛可姆係統全部由國內製造,維修和備件價格低廉。
(4)售後服務上的差異。由於CST的備件要從美國進口,萬一設備在運行中出現突發故障,設備應急維修時間將難以得到保障。
(5)明顯的價格差異。同樣的驅動工況,CST的價格超過愛可姆係統的二倍。
從以上的差異分析,愛可姆係統不但投資少,而且性價比要遠遠的高於CST。
6、推廣前景
愛可姆係統在黑岱溝露天煤礦2台帶式輸送機改造上的成功應用,為煤炭、冶金、港口、電力等行業的長距離大運量帶式輸送設備的安全可靠運行提供了一個非常成熟、有效而實用的方案。它不但解決了長期困擾此類設備啟動時的技術缺陷所帶來的運行安全問題,而且為設備的計劃管理、維wei修xiu便bian捷jie提ti供gong了le很hen好hao的de技ji術shu支zhi持chi。目mu前qian,正zheng在zai大da量liang使shi用yong的de仍reng然ran是shi有you啟qi動dong衝chong擊ji的de軟ruan啟qi動dong裝zhuang置zhi,這zhe些xie現xian存cun設she備bei急ji需xu得de到dao改gai造zao,而er大da量liang的de新xin建jian項xiang目mu更geng需xu要yao在zai設she計ji和he製zhi造zao時shi就jiu考kao慮lv平ping穩wen啟qi動dong的de驅qu動dong係xi統tong配pei置zhi。因yin此ci,愛ai可ke姆mu係xi統tong以yi其qi具ju有you的de綜zong合he優you勢shi必bi定ding會hui得de到dao廣guang泛fan的de推tui廣guang應ying用yong。



