摘要：高压变频器不仅能实现皮带机的无极平滑调速，更可以调高皮带机运行的经济效益。在远距离大载量输送皮带机项目上，多采用多机驱动的方式。对于驱动皮带机这类柔性输送设备的关键是各驱动之间的转矩平衡，本文介绍了希望森兰SBH系列高压变频器在新疆东方希望有色金属有限公司5×350MW电厂输煤系统上的应用。

关键词：高压变频器  皮带机   长距离   协调  

一、  项目概况

新疆昌吉州吉木萨尔县五彩湾工业园区准东经济技术开发区为国家级开发区，是国家西部“一带一路”的能源核心区，是国家“疆电外送”的重要基地，国家最大的煤制天然气项目示范区。处于该开发区的准东煤田是国家确定的第十四个能源基地，是新疆五大煤田之一，也是我国发现的最大的整装煤田。煤炭资源探测预测储量3900亿吨，占全疆储量（2.19万亿吨）的17.8%。目前，已探明煤炭资源储量2136亿吨。煤炭资源品质优良，主体为31号不粘煤，具有低灰(6.55%)、低硫(0.37%)、富含油的特点，平均热值达到6784大卡/公斤，是良好的动力和化工、制油用煤。

新疆东方希望有色金属有限公司是中国大型民营企业东方希望集团的全资子公司，于2010年12月30日在新疆昌吉州准东国家级经济开发区成立。项目一期年产80万吨电解铝项目于2011年存开工，当年即投产。整个东方希望工业园总体规划240万吨电解铝，120万吨铝用阳极碳素、装机容量4200MW发电机组、130万吨铝深加工，45万吨工业硅等项目。全部建成后将形成煤、铝、电、碳素、工业硅、铝深加工等为一体的超大型现代化循环经济产业园。新疆希铝是其中的核心企业，一期建成5×350MW机组，二期5×350MW已于2015年10月并网1台机组。新疆东明塑胶有限公司于2012年建成2×100MW，2×135MW机组。目前总发电装机容量约2570MW，每小时燃煤，每天燃煤约30000T。燃煤主要由天池能源2号露天煤矿供给，煤矿距新疆东方希望工业园直线距离约15km，在皮带机项目正式投运之前均采用汽车运输，每吨运费约15元，每天运费投入近50万，运费占煤炭总成本近1/5。为了控制运费，控制生产成本，东方希望投资2.5亿元新建一条25公里长距离皮带机代替原来汽车运输。

二、  皮带机设备概况

新疆东方希望长距离输煤皮带机系统主要由天池TC01、BC01，BC02、BC03、BC04这5条长距离皮带组成。其中亚洲单体最长的皮带为BC02，BC01正在建设之中。每条皮带均由皮带机、抱闸装置、减速机、驱动电机、皮带秤、拉线开关、跑偏传感器、拉进装置、滚筒、托辊、支架等组成。

其中部分主要皮带设计参数如下：

TC01皮带长2351.8m，宽1.400m，设计运量Q=3000T/H，采用头二尾一的驱动方式。

BC02皮带长10660.5m，宽1.600m，设计运量Q=4000T/H，采用头三尾二的驱动方式，头部两台滚筒采用同轴钢性硬连接。

BC03皮带长3505.8m，宽1.600m，设计运量Q=4000T/H，采用头三尾一的驱动方式，头部两台采用同轴硬性连接。

BC04皮带长1023m，  宽1.600m，设计运量Q=3000T/H，采用头部单台电机驱动方式。

东方希望长距离皮带系统图如下：

三、  系统构成

因为皮带机整个输配电距离接近25km，为满足输供配电需要，东方希望新增一路35kV长距离大皮带输电专用线路。从东明塑胶采用架空明线至各个转运站变配电室。具体配置如下：

四、  第三代SBH系列皮带机主从协调控制高压变频器特点

长距离输送皮带机多数采用多滚筒驱动，多台电机驱动同一滚筒时，由于滚筒及减速机齿轮等机械设备在制造过程中存在误差，且长距离皮带机由于地形、皮带与滚筒之间的包络角不同等原因，皮带在头部及尾部拉进力度并不完全一致，加上驱动滚筒的电机的电气参数也有一定差异，不可避免的会出现力矩不同步问题。速度快的电机将承受较重负载，速度慢的电机将被拖动，在减速时更容易造成被拖动电机处于发电状态，造成设备报过压故障而停机。为确保皮带机系统的运输能力及安全运行，应保证皮带机机头与机尾的各滚筒同步启停，保证各滚筒之间的功率平衡。

在以往皮带机应用经验中我们还发现长距离皮带机运送物料时，皮带机受物料重力，易造成上皮带松弛，造成皮带机打滑，在物料厚度增加时，皮带机打滑现象较为明显。

为解决以上长距离多机驱动皮带机的以上问题，森兰技术研发团队为皮带机专门研发了协调控制系统。该系统最多可连接8台变频器，可任意选定一台变频器作为主机，其他变频器作为从机。协调柜接受上位机的频率给定信号，并将该频率给定信号采用通讯的方式传送给主机，再将主机的输出力矩采用通讯的方式通过协调柜转发至从机，实现主从变频器之间的力矩平衡。协调柜与主从机之间的数据交换采用光纤通讯的方式。

在实际运行中也可通过调整从机给定频率，从而控制从机的输出力矩。满足现场各种工况的实际需要。

采用协调柜控制的BC02皮带控制示意图如下：

实际运行图片：

五、  SBH系列皮带机专用高压变频器驱动皮带机的作用

2014年5月，新建东方希望为践行集团竭尽全力创造企业的相对优势的价值理念，启动25km长距离皮带机输煤项目。本次项目所有设备采购以公开招标的形式进行，本着公平、公正、公开的原则，最终选择希望森兰科技股份有限公司SBH系列皮带机专用高压变频器产品，共计16套，型号规格分别为：SBH-100-560-T、SBH-100-710-T、SBH-100-1120-T。

设备于2015年8月完成全部安装就位，并于2015年9月底全面投入生产运行，各项指标满足设计要求。从实际使用情况来看，希望森兰SBH系列皮带机专用高压变频器具有以下优点：

1、 启动力矩大，达到150%以上，完全满足皮带机满载启动要求。

2、 实现软启动，启动过程平滑，无冲击。

3、 调速范围宽，可实现皮带机的验带等功能。

4、 可实现频繁启停，不受启动次数限制。

5、 实现多机驱动皮带机主机、从机功率平衡，且可根据现场运行工况进行调节。

6、 操作简单，降低工人劳动强度。

六、  总结

皮带机自从2015年9月调试以来受到了东方希望以、自贡运机以及希望森兰科技股份有限公司各级领导的大力支持和关注。森兰SBH系列皮带机专用高压变频器具有多种优点，完全满足长距离多机驱动皮带机的各种运行工况，解决了长距离多机驱动转矩平衡问题。到目前为止，已累计运送100万吨燃煤，节约运费近1500万元，产生了很高的经济效益，整条皮带运行不到两年即可完全收回投资成本。