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摘要：从矿山运送矿石到到生产厂房，只要存在一定的高差，具有一定的位能，就可用变频器对电机励磁发电，变频器为再生能量传动系统，可将再生能量反馈回电网。一般情况是每天24小时连续不断运送，运送的矿石量很大，电机发电量也大，电能回馈也多。从目前国内矿山的情况看，运送矿石基本上都是用大吨位的矿用汽车从山上往山下一趟一趟运送，既浪费了油料，又污染了环境，而且还占用大量耕地，很可惜。用变频器驱动下运胶带输送机带发电机运送矿石，可回收大量的电能，降低生产成本，提升企业的竞争力意义重大，这种方法值得推广。
　　
　　一、概述
　　在新型干法水泥生产线，石灰石原料矿山位于直线距离数公里外的山上。传统的运输方式使用大吨位的矿用汽车从山上往山下一趟一趟运送矿石，为保证生产的正常进行，那就必须先修一条能够供矿用汽车行驶的道路，只要水泥生产线不停工，矿车就要不间断地将石灰石从山上运到山下。这条道路应能承受大吨位的矿用汽车的碾压，其长度在数公里以上，占地面积大，投资自然也大，而且运输过程中要消耗不少油料，再考虑到设备和道路的维护，运行费用高，水泥生产成本增高，不利于市场竞争。为降低生产成本，考虑到石灰石从山上运送到山下的过程中，位能在不断减少。利用石灰石本身具有的位能，不用消耗其他的能量或消耗很少的电能就可安全地将石灰石从山上运送到山下，现在采用较多的就是胶带输送机。本文叙述的胶带输送机，不仅作为运输石灰石的工具，而且还利用位能来发电，节能效率非同小可，降低水泥生产电耗意义重大。
　　二、胶带运输机
　　胶带输送机主要由钢丝绳芯胶带、托辊、滚筒、中间架和支推等组成，它广泛地应用在矿山、冶金、煤炭、港口、电站、建材、化工、轻工、石油等各个行业，用来输送松散物料或成件物品，根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业线需要。胶带输送机具有结构简单、部件标准化、维修方便、输送量大、操作维修简单、运转费用低、适用范围广等特点。长距离胶带输送机是一种大运输量输送设备，具有输送连续、可靠、自动化程度高、设备维护工作量小、可与工厂总控制系统联网统一管理、输送线路按地形布置占有耕地少等特点；同时物料在运输过程中相对稳定，扬尘点少、对环境污染小。
　　某水泥有限公司由两条500t/d干法水泥生产线，石灰石原料输送采用长距离曲线胶带输送机输送，运量为1800t/h，破碎站至厂区料仓的水平距离约为5451m；矿山破碎站翻卸平台地坪高程约680m，破碎站带式给料机出口高程约662m，胶带机输送终点水泥厂地坪标高290m，输送机头部卸料点高程310m，输送机下运高度约-352m。
　　以上的数据表明1800t的石灰石用1个小时的时间下运了352m，由此可计算出物料向下运动位能变化产生的动能为（忽略摩擦阻力）：
W=mgh=1800×1000×9.8×352=6209280  (千焦)
假设该动能经过发电机全部转换为电能，则适配的电机功率为：
P=W/t=1800×1000×9.8×352/3600=1724.8  (kW)
　　三、胶带输送机控制方案
　　1、胶带输送机技术参数
　　胶带输送机运量：1800t/h
　　胶带运输机水平投影长度：5451m
　　胶带输送机最大提升高度：-352m
　　电动机额定功率：2880kW
　　电机电压：交流三相690V（6000V）
　　胶带宽度：1400mm
　　胶带型号：ST3150
　　胶带运行速度：3.3m/s
　　最大下运角度：20度
　　发电功率：1200kW
　　物料粒度：：80mm。
　　2、控制方案：
　　长距离的下运胶带输送机分为两段，两台交流电动机安装在胶带机的尾部，采用尾侧驱动形式。
　　（1）高压交流电机直接驱动方案
　　电动机不经减速器直接驱动下运胶带输送机。起动时，特别是在带载起动的情况下，会产生很大的机械冲击，使胶带可能拉断，带来严重的后果。为实现带载软起动，在起动过程中加入液压制动，由此将极大地增加制动器的运行负荷，缩短制动器的使用寿命，并增大制动器的维护工作量。液压制动器是作为下运胶带输送机唯一的应急安全保障设施，不宜在起动时经常使用。
　　当物料达到一定量时，其位能足以使胶带机运行起来，下运胶带输送机拖动电动机发电，同频同相且电压比电源电压高时，可将位能转换来的电能送到电网上。停车时，为实现软停车，需要加入制动。依据同样的原因，这种起动、停车时经常使用制动系统方案不太合适。