一、技術名稱：皮帶機變頻能效系統技術

二、技術所屬領域及適用范圍：適用于煤礦地面及井下有瓦斯、煤塵爆炸危險環境，也適用于煤炭、冶金、化工、建材、糧食、運輸等環境，作皮帶機順序控制、監控皮帶各項保護用及多電機驅動功率平衡。

三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀

在大中型煤礦企業的生產中，需要大量使用皮帶運輸機（以下簡稱皮帶機）來完成煤炭的輸送。傳統運輸控制方法是以中央控制器PLC通過變頻器控制各條皮帶機的啟停順序，當皮帶機達到額定帶速后，變頻器會失去對電動機的控制作用，皮帶機將按照設計帶速恒速運行，從而在空載、輕載等情況下造成電能的浪費。

目前國內大型礦業集團的噸煤生產綜合耗電量約為40kWh（最高達80kWh），選煤耗電量約為8kWh/t，中小型礦業集團受資源條件和生產設備的限制，能耗更高。

目前該技術可實現節能量8萬tce/a，CO2減排約21萬t/a。

四、技術內容

1.技術原理

皮帶變頻能效系統在膠帶輸送機上安裝料流傳感器，通過PLC網絡系統智能檢測和計算膠帶上運送煤炭的情況，并與變頻器相配合，實現皮帶機的節能運行，最大程度地降低皮帶機的無功損耗，提高皮帶輸送機的整體運行效率。該能效系統是集保護與節能控制于一體的電控系統，將控制系統、保護系統、通訊系統和視頻監控系統融合到一起，構成一個完整的操作、調度、保護及監視網絡，通過多級驅動功率平衡技術，保證多臺電機運行時出力一致，實現對整個運輸系統的優化運行控制。

2.關鍵技術

（1）PLC網絡系統智能檢測和計算、整個運輸系統的遙控、遙測、遙信、遙調；

（2）變頻多機拖動功率平衡及多條皮帶協動；

（3）地面到井下多條皮帶及遠距離協調連動實現“煤多快轉，煤少慢轉”、“順煤流起車”、“有煤開車，無煤停車”。

3.工藝流程

工藝流程見下圖。

五、主要技術指標

1.具有過負載能力，能在150%額定輸出下維持1分鐘；

2.變頻器零速運行時，變頻的啟動轉矩大于1.5倍額定轉矩；

3.在20-100%的負載變化情況內達到或超過0.95的功率因數，并且電流諧波少，無需功率因數補償/諧波抑制裝置；

4.內置功率平衡調節，可與各類變送器形成閉環控制系統；

5.變頻器可以采用就地起動、停止控制方式，也可以利用PLC或外部其他設備進行遠程控制；通過通訊（RS485、Modbus、Profibus），可同時控制32臺變頻器主機，從機可更多。

六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀

目前，變頻器已經在煤礦行業中得到廣泛的應用，尤其是在主扇風機、局扇風機、提升機、壓風機、渣漿泵等負載，其節能效果顯著。但在皮帶機領域將變頻調速、信息化技術、自動化技術相結合，最終實現皮帶機的低能耗運行的技術，目前并未得到大范圍應用。皮帶機變頻能效系統在借鑒國外先進技術的基礎上，整合了相關領域的技術，開發出自動化程度高，安全可靠的皮帶輸送系統，可在煤炭、冶金、電力、化工、建材等眾多領域廣泛應用，具有較大的節能潛力。

七、典型應用案例

典型案例1：陜西崔家溝煤礦項目

技術提供單位：中煤科創節能技術有限公司

建設規模：200萬噸產能。主要技改內容：主運皮帶(一條)能效優化。主要設備為皮帶機變頻系統等。技改投資額300萬元，建設期1個月。年節能量12000tce（設備壽命20年），年減排量31680tCO2。年節能經濟效益為150萬元，投資回收期2年。

典型案例2：吉林通化八寶煤礦項目

技術提供單位：中煤科創節能技術有限公司

建設規模：300萬噸產能。主要技改內容：主運皮帶(一條)能效優化。主要設備為皮帶機變頻系統等。技改投資額350萬元，建設期1個月。年節能量13100tce，年減排量34584tCO2。年節能經濟效益為146萬元，投資回收期約2年。

八、推廣前景和節能減排潛力

皮帶機變頻能效系統具有提高生產效率、調速節能、降低事故率、減少故障處理時間、減少現場操作人員等優點，與CST相比，避免了油污染環境，降低起動沖擊延長設備壽命，具有較好的節能經濟效益。預計未來5年，該技術在礦山皮帶機中可推廣至40%，形成的年節能能力約為30萬tce，年碳減排能力79萬tCO2。