基于變頻調(diào)節(jié)技術(shù)在煤礦機(jī)械節(jié)能改造中的應(yīng)用

陳先永

摘 要：煤炭作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源之一，對(duì)我國(guó)做出了巨大的貢獻(xiàn)，大大提高了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。但是，隨著新能源、可再生能源的出現(xiàn)，我國(guó)對(duì)煤炭資源的依賴性大大降低，煤炭資源逐漸被新能源所取代，企業(yè)開始將目標(biāo)轉(zhuǎn)移到新能源、新技術(shù)、可再生能源上來(lái)。新能源的出現(xiàn)，給煤礦企業(yè)帶來(lái)了巨大的沖擊，嚴(yán)重制約了煤礦企業(yè)的發(fā)展。煤礦企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中生存下來(lái)，就必須開始節(jié)約生產(chǎn)成本，控制管理成本，對(duì)企業(yè)進(jìn)行整改，節(jié)約能源的消耗。煤礦機(jī)械作為煤礦企業(yè)生產(chǎn)的主力，每天的資源消耗量非常大，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造，已經(jīng)是煤礦發(fā)展的必然趨勢(shì)?；诖?，本文對(duì)煤礦機(jī)械改造中變頻技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，通過使用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行技能設(shè)計(jì)，最大程度地降低煤礦機(jī)械設(shè)備的能耗，從而降低企業(yè)的生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)成本，使得煤礦企業(yè)能夠長(zhǎng)久發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)節(jié)技術(shù)；煤礦機(jī)械；節(jié)能改造；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

我國(guó)大部分人群都知曉煤礦企業(yè)，因?yàn)樗鼘?duì)我國(guó)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，為我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展提供了重要的能源。煤礦機(jī)械作為煤礦生產(chǎn)的主力軍，大大提高了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，加速了我國(guó)工業(yè)發(fā)展的步伐。但是，煤礦機(jī)械的能源消耗非常的大，浪費(fèi)了大量的能源，增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，不利于企業(yè)的發(fā)展。而且，現(xiàn)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各大企業(yè)都在盡可能地降低生產(chǎn)成本，使企業(yè)在市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟，長(zhǎng)久發(fā)展下去。煤礦企業(yè)也不例外，同樣需要節(jié)約生產(chǎn)成本，還需要面對(duì)新能源的挑戰(zhàn)。因此，采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)煤礦企業(yè)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行節(jié)能減排設(shè)計(jì)已經(jīng)是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

一、煤礦機(jī)械節(jié)能存在的問題

1.高耗能

雖然煤礦企業(yè)的機(jī)械設(shè)備能夠大大提高煤炭的生產(chǎn)效率，但是機(jī)械設(shè)備運(yùn)行所消耗的能源也是一個(gè)巨大的數(shù)字。隨著新能源、新技術(shù)的發(fā)展，綠色環(huán)保、節(jié)能減排活動(dòng)的開展，使得煤礦企業(yè)面臨著巨大的難題，也就是高能耗的問題。煤礦機(jī)械設(shè)備能源消耗量大，這是一個(gè)非常嚴(yán)峻的問題，因?yàn)槲覈?guó)人口眾多，資源非常緊缺，能源的浪費(fèi)就是阻礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。根據(jù)調(diào)查顯示，煤炭機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，消耗的電能中，只有大約70%的電能投入生產(chǎn)，剩余的30%基本上都浪費(fèi)了，沒有發(fā)揮實(shí)質(zhì)性的作用。另外，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，及全自動(dòng)化技術(shù)的使用，煤礦機(jī)械設(shè)備的能耗將會(huì)大大增加，浪費(fèi)的能源也會(huì)逐漸增多。

2.故障耗能

煤礦機(jī)械設(shè)備除去能源消耗嚴(yán)重之外，還有機(jī)械故障發(fā)生概率大的現(xiàn)象，這就使得煤礦企業(yè)能源進(jìn)一步浪費(fèi)。煤礦企業(yè)生產(chǎn)所使用的機(jī)械設(shè)備較多，故障發(fā)生率也比較高，一旦發(fā)生故障，就會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)效率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本。隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)煤炭的需求量將會(huì)大大增加，煤礦需求量的增加會(huì)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行帶來(lái)a巨大負(fù)荷，使得設(shè)備使用時(shí)間過長(zhǎng)。這樣就會(huì)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障的概率大大增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響生產(chǎn)人員的安全，產(chǎn)生不可挽回的損失。

二、變頻調(diào)節(jié)技術(shù)

變頻調(diào)節(jié)技術(shù)在我國(guó)非常受歡迎，被應(yīng)用在諸多領(lǐng)域當(dāng)中，我們最常見的變頻空調(diào)就是采用的變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，能夠大大節(jié)約空調(diào)的能耗。變頻技術(shù)是通過與微電子技術(shù)相結(jié)合，組成變頻器，從而對(duì)機(jī)械設(shè)備的電源進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)實(shí)際的需要調(diào)節(jié)空調(diào)電源的頻率，從而將電源全部投入生產(chǎn)當(dāng)中，減少能源的浪費(fèi)，提高能源的利用率。

1.變頻模擬

變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的本質(zhì)就是節(jié)能，通過在煤礦機(jī)械設(shè)備中安裝變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行節(jié)能操作。變頻調(diào)解技術(shù)可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)的端口輸入生產(chǎn)方案，融入使用者的思想，從而模擬出相關(guān)的工作情節(jié)。對(duì)模擬的工作內(nèi)容進(jìn)行分析研究，判斷是否符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，最后做出相關(guān)的整改，從而確定最終的運(yùn)行方案。這種變頻模擬系統(tǒng)可以完成相關(guān)的指令，替代了過去的人工調(diào)試，使得設(shè)備更加智能化、人性化。同時(shí)，這種模擬系統(tǒng)能夠大大提高設(shè)備的工作效率，降低設(shè)備的能源消耗，節(jié)約設(shè)備的運(yùn)營(yíng)成本。

2.科學(xué)指導(dǎo)

變頻技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)改造的重要手段之一，通過變頻節(jié)能技術(shù)，節(jié)約大量的電力能源。變頻調(diào)節(jié)技術(shù)在煤礦設(shè)備的電力系統(tǒng)中具有重要的作用，能夠降低電力系統(tǒng)的操作難度，提高工作效率。煤礦設(shè)備的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且操作的難度也非常大，其中存在著巨大的安全隱患，操作不當(dāng)就會(huì)引發(fā)安全事故，造成嚴(yán)重的后果。在煤礦企業(yè)的電力系統(tǒng)中采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)之后，能夠在一定程度上改變這一現(xiàn)狀，降低電力系統(tǒng)的操難度，提高工作效率。同時(shí)，采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)還能對(duì)采礦作業(yè)進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo)，規(guī)范化操作，為煤礦的安全生產(chǎn)提供保障。

三、節(jié)能方式

1.降低無(wú)功功率的能耗

在煤礦機(jī)械設(shè)備中采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，以此來(lái)改善機(jī)械設(shè)備的無(wú)功功率，降低無(wú)功功率的能耗。煤礦機(jī)械設(shè)備的無(wú)功功率需要適當(dāng)，一旦設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)功功率過多，就會(huì)使設(shè)備發(fā)熱，對(duì)設(shè)備的線路造成損壞。煤礦機(jī)械設(shè)備的無(wú)功功率還會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的有功功率造成影響，一旦無(wú)功功率的因數(shù)降低，電力系統(tǒng)的有用功率也會(huì)隨之降低。發(fā)生這樣的現(xiàn)象，就會(huì)使無(wú)功消耗的電能增加，進(jìn)而影響設(shè)備的生產(chǎn)效率，增加設(shè)備整體上的能耗。通過使用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，可以通過變頻器的調(diào)節(jié)，可以在一定程度上降低無(wú)功電能的消耗，從而增加有用功率的工作效率，整體上提供設(shè)備電能的利用率，達(dá)到節(jié)能的效果。

2.改變啟動(dòng)方式

傳統(tǒng)的煤礦機(jī)械設(shè)備都是使用老式的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)煤礦作業(yè)開始之前，就會(huì)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而啟動(dòng)的方式都是硬啟動(dòng)，這樣的啟動(dòng)方式會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成巨大的影響，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)造成損害。在啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的過程中，如果電力系統(tǒng)所需的電力較大，電動(dòng)機(jī)會(huì)受到強(qiáng)大電流與震動(dòng)的影響，使得電動(dòng)機(jī)的閥門與擋板收到損壞，同時(shí)也會(huì)影響到相關(guān)的機(jī)械設(shè)備。當(dāng)在煤礦電力系統(tǒng)中引用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)之后，變頻器會(huì)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際需求，調(diào)節(jié)相關(guān)的電流，使其從零開始逐漸上升，這樣就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流得到有效的控制。這樣的啟動(dòng)方式可以降低電力的消耗，提高電能的利用率，還能夠保護(hù)發(fā)電機(jī)的閥門與擋板，提高設(shè)備的使用壽命。

3.變頻節(jié)能

變頻調(diào)節(jié)技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，可以使設(shè)備達(dá)到節(jié)能的效果。因?yàn)槊旱V機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行功率是一定的，當(dāng)設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷無(wú)法達(dá)到要求時(shí)，就會(huì)增加有功功率的電能消耗量，出現(xiàn)能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。在過去，為了調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的能量，一般會(huì)通過改變擋板、閥門的方式來(lái)調(diào)節(jié)能量，在調(diào)節(jié)的過程中，會(huì)造成能量的浪費(fèi)，損失很多不必要的能量。如今，很多煤礦企業(yè)的機(jī)械設(shè)備都采用了變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，這樣就會(huì)靈活的調(diào)節(jié)所需能源，對(duì)煤礦的設(shè)備運(yùn)行所需的能量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)當(dāng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，為其調(diào)節(jié)相應(yīng)的能量，避免能源的浪費(fèi)，從而節(jié)約能源，提高能源的利用率。

四、發(fā)展前景

我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，資源相對(duì)緊缺，節(jié)約能源是我國(guó)當(dāng)前最主要的發(fā)展方向。因此，變頻調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)我國(guó)的發(fā)展非常的重要，是我國(guó)發(fā)展重點(diǎn)扶持的產(chǎn)業(yè)。雖說現(xiàn)在變頻調(diào)節(jié)技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用還處于初步階段，很多地方都存在缺陷，并不能完美地發(fā)揮變頻調(diào)解技術(shù)的作用。但是我相信，變頻調(diào)節(jié)技術(shù)在我國(guó)的煤礦設(shè)備中具有廣闊的發(fā)展空間，未來(lái)將會(huì)成為我國(guó)最重要的節(jié)能技術(shù)之一，我國(guó)將會(huì)有越來(lái)越多的企業(yè)使用變頻節(jié)能技術(shù)。同時(shí)，在煤礦企業(yè)機(jī)械設(shè)備中采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，也是發(fā)展煤礦企業(yè)的重要手段之一，這樣能夠?yàn)槊旱V企業(yè)節(jié)約大量的運(yùn)營(yíng)成本，提高資源的利用率，減少企業(yè)的開支。還能提高煤礦企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)煤礦企業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在是科技時(shí)代，我國(guó)采用大量的先進(jìn)技術(shù)來(lái)開展綠色環(huán)保、節(jié)能減排活動(dòng)，從而節(jié)約國(guó)家的資源。而煤礦企業(yè)作為重點(diǎn)支柱產(chǎn)業(yè)之一，應(yīng)當(dāng)身先士卒，結(jié)合先進(jìn)的可續(xù)技術(shù)，大力開展節(jié)能減排活動(dòng)，將先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)與生產(chǎn)設(shè)備相結(jié)合，盡可能降低能源的消耗，為煤礦企業(yè)節(jié)約大量的成本，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)長(zhǎng)久、健康發(fā)展的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]張榮靜.新時(shí)期煤炭資源開采利用的節(jié)能技術(shù)[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（32）：221-224.

[2]曹代明.變頻調(diào)節(jié)技術(shù)功能在煤炭設(shè)備改造中的應(yīng)用成效[J].科技博覽，2010，40（20）：66-67.