變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用分析

王明敏

【摘 要】 對(duì)于煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)來說，通風(fēng)系統(tǒng)的耗電量占有的比重是較大的，這樣就浪費(fèi)了很多的資源，所以說很有必要探索通風(fēng)系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)。隨著變頻技術(shù)的逐漸成熟，變頻技術(shù)在煤礦生產(chǎn)過程中的應(yīng)用越來越廣泛，在煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)中也逐漸引入了變頻節(jié)能技術(shù)，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，有效的改變了通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并達(dá)到了為煤礦節(jié)能降耗的目的，促進(jìn)了煤礦的和諧發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 變頻節(jié)能技術(shù) 煤礦 通風(fēng)機(jī) 應(yīng)用 分析

在煤礦巷道的通風(fēng)系統(tǒng)在煤礦的安全生產(chǎn)中占有重要的位置。巷道通風(fēng)能夠通暢直接關(guān)系著礦井中瓦斯的濃度，如果瓦斯?jié)舛壬叩揭欢ǖ某潭?，就可能引發(fā)事故，危害礦井的安全生產(chǎn)。當(dāng)前，在我國(guó)的煤礦企業(yè)中使用的通風(fēng)機(jī)不論是數(shù)量上來說，還是從運(yùn)行的效率上來講，通風(fēng)機(jī)都屬于耗電量較嚴(yán)重的設(shè)備之一。不適合當(dāng)前煤炭企業(yè)要求的節(jié)能減排發(fā)展的需要，這就要工程技術(shù)人員探索通風(fēng)機(jī)的節(jié)能技術(shù)。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國(guó)正在使用的通風(fēng)機(jī)的數(shù)量達(dá)到數(shù)萬(wàn)臺(tái)，功率從幾千瓦至幾百千瓦，最大的達(dá)到數(shù)千千瓦；但是在實(shí)際的運(yùn)行中，真正運(yùn)行的功率很少有能達(dá)到百分之七十的，通常都為百分之五十左右，還有的甚至僅僅達(dá)到百分之三十，因此說礦井的通風(fēng)系統(tǒng)所消耗的電能占到全礦總消耗電能的3/10-2/5，有些礦井通風(fēng)系統(tǒng)的消耗電能竟然占到全礦總消耗能量的1/2。所以說很有必要對(duì)礦井的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，從而提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益，研究探索通風(fēng)機(jī)的節(jié)能技術(shù)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，本文重點(diǎn)分析變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，這也是煤礦企業(yè)節(jié)能降耗的重要研究課題之一。

1 問題的提出

一直以來，煤礦在設(shè)備選型上往往采用具有較大功率的設(shè)備，這主要是由煤炭開采的具體情況所致。當(dāng)煤礦機(jī)電設(shè)備全速運(yùn)行時(shí)，電能得不到有效利用，從而造成嚴(yán)重的耗能問題。因此，應(yīng)通過采取技術(shù)創(chuàng)新的措施，大大減少煤礦生產(chǎn)與運(yùn)行的成本，從而最終使勞動(dòng)生產(chǎn)效率得以提高，這也是煤礦企業(yè)必須面臨和解決的問題。

通風(fēng)機(jī)可以看作礦井的“呼吸動(dòng)力系統(tǒng)”，對(duì)于煤礦的正常生產(chǎn)工作具有重要意義。為使得地面新鮮空氣不斷進(jìn)入礦井，并及時(shí)排出礦井中的有毒有害氣體，通風(fēng)機(jī)一定要保持24小時(shí)不間斷工作。但隨著礦井生產(chǎn)工作的不斷推進(jìn)，如掘進(jìn)工作面等的延伸，整個(gè)礦井會(huì)需要更多的風(fēng)量，這種情況下，就必須采用大功率通風(fēng)機(jī)。此外，由于季節(jié)和溫度的不斷變化，礦井下的需風(fēng)量也會(huì)發(fā)生變化，因此，應(yīng)采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)措施。但煤礦在最初的通風(fēng)機(jī)選型上是根據(jù)礦井設(shè)計(jì)需風(fēng)量來進(jìn)行的，所以，通風(fēng)機(jī)的功率要比實(shí)際的軸功率大得多，這就形成了大馬拉小車或電能得不到有效利用問題。

由于礦井通風(fēng)機(jī)一般具有較大的功率，所以，在通風(fēng)機(jī)在全速工作過程中，若采取直接開啟電動(dòng)機(jī)的方式，電網(wǎng)就會(huì)承受很大的沖擊，這會(huì)大大減少通風(fēng)機(jī)的工作年限，也會(huì)對(duì)其他機(jī)電設(shè)備的正常工作造成一定的影響，所以，為防止通風(fēng)機(jī)等其他設(shè)備出現(xiàn)上述問題，通風(fēng)機(jī)必須采用軟啟動(dòng)方式。在煤礦通風(fēng)中，采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，不但能夠?qū)崿F(xiàn)通風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)，而且能夠大大降低通風(fēng)機(jī)能耗。

2 變頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)平滑無沖擊

如果通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)直接使用工頻電源，則會(huì)產(chǎn)生較大的電流，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通風(fēng)機(jī)的額定電流，這種電流帶來的沖擊有可能會(huì)損傷設(shè)備。在安裝變頻器后，可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，可以有效防止電流對(duì)電網(wǎng)和其他設(shè)備造成的沖擊，從延長(zhǎng)了通風(fēng)機(jī)等設(shè)備的使用年限。

2.2 調(diào)速范圍廣，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)量的自動(dòng)控制

如果采用工頻電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，只是依靠調(diào)節(jié)擋板來實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量的調(diào)節(jié)，通風(fēng)機(jī)難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量的要求。而在通風(fēng)機(jī)上安裝變頻器后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量的有效控制。由于變頻調(diào)速具有較廣的范圍，所以可滿足不同的需風(fēng)量。

2.3 節(jié)電效果突出，安全可靠

正是由于這一優(yōu)勢(shì)，目前很多煤礦都采用了這一變頻節(jié)能技術(shù)。通風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)往往是全速運(yùn)行，一直處于高電壓和長(zhǎng)時(shí)間工作狀態(tài)之中。再加上煤礦井下存在較多的工作區(qū)域，而每個(gè)工作區(qū)域的需風(fēng)量是不同的，僅靠調(diào)節(jié)擋板不能很好地滿足各區(qū)域的需風(fēng)量。而是用變頻節(jié)能技術(shù)，可以根據(jù)需風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而大大降低能耗，提高了安全性。

2.4 電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免電機(jī)過熱

變頻器不僅能夠改變電機(jī)頻率，而且還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器輸出電壓的控制，但在這一過程中，電動(dòng)機(jī)的磁通不變，從而可以很好地防止因電機(jī)出現(xiàn)過熱而帶來的其他問題。

3 改造方案

常用的改造方案主要有以下兩種：第一，通過調(diào)節(jié)葉輪葉片角度以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量的控制，這有利于生產(chǎn)工作，但存在較為嚴(yán)重的能耗問題；第二，將變頻器等設(shè)備裝置于通風(fēng)機(jī)上，形成以風(fēng)機(jī)為核心的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這樣可以結(jié)合實(shí)際情況合理調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)功率，減少了人為操作量，但在初期需要投入較高的成本，盡管如此，這一方法已經(jīng)有了一定規(guī)模的使用，這主要得益于其高效節(jié)能優(yōu)勢(shì)，因此，采用方案二是比較合理的。

為使通風(fēng)機(jī)達(dá)到最佳的工作狀態(tài)，必須合理安裝一定數(shù)量的風(fēng)機(jī)葉片，并使葉片處于最合理的運(yùn)行角度。然后，將變頻節(jié)能系統(tǒng)安裝于通風(fēng)機(jī)上，變頻器會(huì)根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速，為礦井供給適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)最好的節(jié)能效果。最后，變頻器可使風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，從而能夠很好地避免因電流過大而對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的沖擊。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著各種機(jī)電設(shè)備的變頻調(diào)速技術(shù)已日臻完善，現(xiàn)在已經(jīng)在許多工業(yè)企業(yè)得到推廣應(yīng)用。盡管礦井井下的環(huán)境條件惡劣，但是經(jīng)過工程技術(shù)人員的不斷努力已褥到改善，現(xiàn)在正在很多礦井的機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用此技術(shù)，并且提高了礦井的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。特別是ZJT-30型隔爆兼本安智能變頻調(diào)速系統(tǒng)在局部通風(fēng)機(jī)、水泵等礦山設(shè)備中，為礦井的發(fā)展發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。自從在煤礦通風(fēng)機(jī)上安裝了變頻器等設(shè)備后，礦級(jí)通風(fēng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)安全啟動(dòng)，大大降低了能耗和成本，還可以結(jié)合需風(fēng)量要求，實(shí)現(xiàn)有效調(diào)速，其在煤礦通風(fēng)中獲得了良好的應(yīng)用效果。

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