變頻器在煤炭加工中的應(yīng)用

翁加云 福建煤電股份有限公司，福建 龍巖 364100

變頻器在煤炭行業(yè)中被廣泛使用，在煤炭加工的配煤給料機(jī)、膠帶傳送機(jī)、大功率破碎機(jī)等機(jī)械設(shè)備的使用變頻器，采用變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和無級(jí)調(diào)速，提高生產(chǎn)機(jī)械的控制精度，節(jié)約能耗和生產(chǎn)成本，優(yōu)化配煤方式，滿足用戶對(duì)煤質(zhì)的需求。

1 變頻器的介紹

變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器可分為電壓型和電流行兩種變頻器。電流型主要是將電流源的直流轉(zhuǎn)換成交流的變頻器，把直流回路濾波呈電感;電壓型主要是指將電壓源的直流轉(zhuǎn)換成交流的變頻器，其直流回路的濾波是電容。在煤炭加工使用的變頻器主要是由處理器、控制器以及冷卻器構(gòu)成。其中控制器是依靠的是主電路，主要包含整流器(交流變直流)、逆變器(直流變交流)以及濾波電路等。整流器的主要作用是將工作頻率的電壓轉(zhuǎn)換成直流的電壓，它的功率的傳輸是不能逆回的，只能朝著一個(gè)方向進(jìn)行變化，不能將產(chǎn)生的直流電壓轉(zhuǎn)換成工作頻率的電能;逆變器的功能與整流器相反，主要是在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，控制開關(guān)有規(guī)律的進(jìn)行開和關(guān)，最終將直流的電頻轉(zhuǎn)換成加工設(shè)備要求的頻率;而濾波回路的作用主要是來控制整流器和逆變器產(chǎn)生的直流電壓的波動(dòng)。通過變頻器控制加工設(shè)備的效率在一定溫度中可以達(dá)到最佳提升，所以需要用冷卻器來降低加工的溫度，實(shí)現(xiàn)變頻器的順利運(yùn)行。變頻器靠?jī)?nèi)部IGBT 的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的。

2 在煤炭加工中使用變頻器的重要性

隨著國家工業(yè)水平的提升，對(duì)煤炭能源的需求也在不斷的上漲，導(dǎo)致煤炭開采工作力度增強(qiáng)。在我國大多數(shù)的煤炭開采設(shè)備比較落后，在進(jìn)行煤炭加工時(shí)，消耗的電能比較大，導(dǎo)致大部分電能流失。再加上煤炭加工時(shí)要求的技術(shù)和煤炭的開采量不成正比，加大了設(shè)備的承載量，使加工效率不能得到提升。因此，在煤炭加工中就需要采用變頻器，來調(diào)節(jié)控制電能的頻率，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的性能加工效率，從而減少了電能的流失，保證了煤炭加工的可持續(xù)發(fā)展。

3 變頻器在煤炭加工中的應(yīng)用分析

3.1 變頻器在配煤質(zhì)量控制過程中的應(yīng)用

(1)該單位傳統(tǒng)的配煤方式是根據(jù)用戶對(duì)商品煤的質(zhì)量指標(biāo)要求，將不同煤種的煤炭(如特優(yōu)煤、優(yōu)質(zhì)煤、次級(jí)煤等)，通過煤倉用兩臺(tái)或數(shù)臺(tái)給煤機(jī)以適當(dāng)比例摻合在一起同時(shí)給到同一皮帶機(jī)上進(jìn)行，給煤量只能通過不斷調(diào)節(jié)給煤機(jī)的閘門大小來控制。其缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大、精度不高，煤質(zhì)不均勻、容易造成商品煤的質(zhì)量沒法達(dá)到用戶的要求。

(2)電腦精準(zhǔn)配煤系統(tǒng)。該單位2012 年把傳統(tǒng)配煤方式改造為電腦精準(zhǔn)配煤系統(tǒng)。其配煤系統(tǒng)的工作原理為:先由人工選擇目標(biāo)灰分和配煤煤種，由系統(tǒng)確定給煤機(jī)的數(shù)量，經(jīng)過計(jì)算定性得出將要加工的產(chǎn)品灰分，依據(jù)所配煤的目標(biāo)灰分和各煤倉煤的灰分算出各煤種的給煤流量，啟動(dòng)給煤機(jī)的臺(tái)數(shù)進(jìn)行給煤量的粗調(diào)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶上配煤后的灰分后，實(shí)際灰分與目標(biāo)灰分進(jìn)行比較，之后再由系統(tǒng)計(jì)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的頻率來調(diào)整給料皮帶秤的即時(shí)流量值(可調(diào)范圍50-200t/h)，用變頻器進(jìn)行給煤量的細(xì)調(diào)，從而使配煤最大限度接近目標(biāo)灰分。在給煤皮帶秤上安裝變頻器后，給煤量可以通過變頻器調(diào)節(jié)給煤皮帶秤的運(yùn)行速度來控制，只要測(cè)定出給煤量與變頻器輸出頻率的關(guān)系，繪制出關(guān)系曲線，則對(duì)今后配煤所需的各煤種的給煤量就可以較精準(zhǔn)的智能控制，精準(zhǔn)配煤，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。同樣在水泥行業(yè)也正在推廣應(yīng)用。

3.2 變頻器在膠帶傳送機(jī)的應(yīng)用

膠帶傳送機(jī)在煤炭加工中是重要的設(shè)備。它主要是將煤炭地下到地上的傳送的設(shè)備，其運(yùn)行效率對(duì)煤炭加工的效率有很大的影響。在現(xiàn)階段的煤炭加工中，當(dāng)膠帶傳送機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，膠帶內(nèi)部的存在的能量被釋放出來，大量的張力給設(shè)備帶來損傷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生事故;當(dāng)使用液力偶合器時(shí)，多次的啟動(dòng)閉合造成大量的融片被消耗，給液體的雜質(zhì)進(jìn)行清洗，帶來相當(dāng)大的困難，影響設(shè)備運(yùn)作的持續(xù)穩(wěn)定性。將變頻器在膠帶傳送機(jī)上使用的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在:第一，真正實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的軟起動(dòng)。運(yùn)用變頻器對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，運(yùn)用變頻器的軟起動(dòng)功能，將電機(jī)的軟起動(dòng)和皮帶機(jī)的軟起動(dòng)合二為一，通過電的慢速起動(dòng)，帶動(dòng)皮帶機(jī)緩慢起動(dòng)，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩緩釋放，使皮帶機(jī)在起動(dòng)過程中形成的張力波極小，幾乎對(duì)皮帶不造成損害。第二，降低皮帶強(qiáng)度，采用變頻器驅(qū)動(dòng)之后，由于變頻器的起動(dòng)時(shí)間可在1-3600s 可調(diào)，通常皮帶機(jī)起動(dòng)時(shí)間在60-200s 內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定。皮帶機(jī)的起動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，大大降低對(duì)皮帶帶強(qiáng)的要求，降低設(shè)備初期投資。第三，降低設(shè)備的維護(hù)量，變頻器是一種電子器件的集成，它將機(jī)械的壽命轉(zhuǎn)化為電子的壽命，壽命很長(zhǎng)，大大減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)機(jī)械部分的檢修量，帶式輸送機(jī)的軟起動(dòng)過程中對(duì)機(jī)械基本無沖擊。

3.3 變頻器在通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用

通風(fēng)機(jī)是煤礦加工中必備的設(shè)備，其消耗的電能比較大，運(yùn)作性能的好壞對(duì)工作人員的生命安全有著很大的影響，特別是在礦井中的使用。在現(xiàn)階段的煤炭加工中，由于通風(fēng)機(jī)的選型、設(shè)計(jì)以及質(zhì)量等條件的影響，導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中沒有根據(jù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行運(yùn)行、運(yùn)行效率降低，造成消耗大量的電能。所以，對(duì)通風(fēng)機(jī)安裝變頻器得到推廣，充分的利用變頻器的調(diào)節(jié)風(fēng)速，很大程度上提高通風(fēng)機(jī)使用的性能，在保證工作人員生命安全的情況下，提升煤炭加工的效率和質(zhì)量。隨著煤炭加工量的增多，對(duì)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)力的要求提高，給煤炭加工時(shí)通風(fēng)帶來安全隱患。變頻器在通風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢(shì):根據(jù)需求調(diào)節(jié)風(fēng)力，減少了不必要的浪費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益;提升了通風(fēng)機(jī)的工作性能，延長(zhǎng)了設(shè)備使用周期;保證了工作人員的安全生產(chǎn);通過變頻器的安裝，保證設(shè)備穩(wěn)定的運(yùn)行。

4 總結(jié)

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)不斷的更新發(fā)展下，構(gòu)造環(huán)保節(jié)約型社會(huì)得到了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。而變頻器在煤炭加工中廣泛地應(yīng)用，大大提高了能源的利用率，降低生產(chǎn)成本，帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著煤炭業(yè)的發(fā)展，變頻器的使用具有良好的發(fā)展前景，在提高了煤炭加工生產(chǎn)力的同時(shí)，為現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在之后的不斷探索中，積極創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出更多先進(jìn)的技術(shù)手段，推動(dòng)整個(gè)煤炭加工業(yè)的發(fā)展。

［1］趙勇.淺談變頻器在煤炭行業(yè)的應(yīng)用［J］.機(jī)械管理開發(fā)，2012(06):73-74.

［2］李曉林.大功率變頻器在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用與展望［J］.科技視角，2014(12):74-75.