變頻控制技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

張岱峰

摘要：在我國(guó)快速發(fā)展過(guò)程中，煤礦是我國(guó)發(fā)展中的重要能源，變頻節(jié)能技術(shù)發(fā)展是節(jié)能產(chǎn)業(yè)的重要支撐，實(shí)現(xiàn)其與煤礦機(jī)電設(shè)備的有效結(jié)合，可以有效地提升煤礦生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)。本文在闡述變頻節(jié)能技術(shù)作用的基礎(chǔ)上，就其節(jié)能控制的基本原理展開(kāi)分析，同時(shí)基于煤礦機(jī)電設(shè)備特征，指出變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用要點(diǎn)。期望能提升變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用水平，繼而在優(yōu)化煤礦生產(chǎn)模式的同時(shí)，促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變頻節(jié)能技術(shù);煤礦;機(jī)電設(shè)備

引言

現(xiàn)階段，一部分小煤礦開(kāi)采技術(shù)還較為傳統(tǒng)和落后，生產(chǎn)耗能較大，生產(chǎn)效率較低。變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用可以有效地降低能耗，因此，在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的認(rèn)可。近年來(lái)，有越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，變頻節(jié)能技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚屬空白階段，可上升空間比較大，具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。本文重點(diǎn)介紹了該技術(shù)在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用?？梢蕴岣呙旱V的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能性和安全性，明顯降低了煤礦的生產(chǎn)成本。

1變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用中的作用

變頻節(jié)能技術(shù)即通過(guò)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)下設(shè)備的電流頻率進(jìn)行調(diào)整，而達(dá)到降低設(shè)備運(yùn)行能耗的目的的一種新型技術(shù)，具有良好的節(jié)能效果。變頻器設(shè)備是變頻節(jié)能技術(shù)的重要體現(xiàn)，此設(shè)備具體由電源裝置、電極電容裝置、數(shù)控裝置和質(zhì)量輸入裝置等部分組成。在這些設(shè)備的有效配合下，變頻器可以有效對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的電流頻率進(jìn)行控制，從而達(dá)到改變?cè)O(shè)備運(yùn)行轉(zhuǎn)速的目的。變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備所起到的作用具體如下：首先，能夠有效降低煤礦企業(yè)的運(yùn)行能耗，促進(jìn)煤炭行業(yè)由粗放型向集約型方向轉(zhuǎn)變，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。其次，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用可以有效確保機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，降低機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的設(shè)備損耗，不但有利于節(jié)約企業(yè)在設(shè)備巡檢和設(shè)備維修方面的人力物力投入，也有助于煤礦機(jī)電設(shè)備管理效能的提升。

2煤礦機(jī)電設(shè)備變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1在礦井提升中的作用

在實(shí)行煤礦開(kāi)采的時(shí)候，單一機(jī)器與工作成員的操作室不能夠完結(jié)這項(xiàng)任務(wù)的，煤礦開(kāi)采需不一樣的技術(shù)成員與不一樣用效的機(jī)器一同操作，才能夠安全有用的實(shí)行煤礦的開(kāi)采。然而在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，礦井提升機(jī)可以說(shuō)是缺一不可，重中之重的一部分。古板的礦井提升機(jī)應(yīng)用管控器與金屬電阻相聯(lián)合的方法來(lái)對(duì)開(kāi)采的煤礦實(shí)行提升和運(yùn)輸?？墒枪虐宓牡V井提升機(jī)存有比較多的不足，在現(xiàn)實(shí)操行流程中，提升機(jī)工作時(shí)間太長(zhǎng)之后，因?yàn)榻饘匐娮璧拇媪簦瑱C(jī)器的熱量會(huì)及其的高，很多部分的電能轉(zhuǎn)變成了沒(méi)有用的熱能，而且導(dǎo)致電力耗能比較高。假如熱量不能夠準(zhǔn)時(shí)散發(fā)與散熱，會(huì)很輕易導(dǎo)致內(nèi)部線路的斷開(kāi)，燒壞里面線路。礦井提升機(jī)在提高物體與放下物體的時(shí)候，對(duì)電流的需求和頻率更是有所不同，普通的頻率很輕易致使提升機(jī)的故障與問(wèn)題。而且變頻管制技能在礦井提升機(jī)之中的使用，很好的處理了大量不安全的禍患，給開(kāi)采煤礦給予了安全平穩(wěn)的根基，并給員工的生命提供了保駕護(hù)航。

2.2變頻節(jié)能技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

通風(fēng)管理是煤礦企業(yè)安全化生產(chǎn)的重要內(nèi)容，在風(fēng)機(jī)支撐下，其能有效地將礦井內(nèi)部的有毒有害氣體排出，為井下作業(yè)人員提供安全、穩(wěn)定的空氣環(huán)境。在實(shí)際通風(fēng)處理中，礦井通風(fēng)存在一定的差異，而傳統(tǒng)的通風(fēng)機(jī)為定頻定量通風(fēng)，這使得為滿足通風(fēng)要求，人們往往需要多次更換通風(fēng)機(jī)，降低了企業(yè)生產(chǎn)效率，同時(shí)在通風(fēng)過(guò)程中，原有通風(fēng)機(jī)的替換會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)。借助于變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行通風(fēng)管理后，這一問(wèn)題得以有效解決。具體而言，在實(shí)際通風(fēng)中，人們只需要按照操作說(shuō)明，安裝一臺(tái)變頻通風(fēng)設(shè)備，即可使得風(fēng)量從小到大循環(huán)變化，這避免了頻繁替換通風(fēng)機(jī)的操作過(guò)程，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。

2.3變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦采煤機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用

煤礦采煤機(jī)是煤礦企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中的重要作業(yè)工具，在很大程度上支持著采煤工作的開(kāi)展。采煤機(jī)能否有效運(yùn)行，對(duì)煤礦的生產(chǎn)效率及工作人員的績(jī)效薪酬產(chǎn)生著十分重要的影響。采煤機(jī)承受著較大的機(jī)械應(yīng)力，在工作過(guò)程中需要在一條采煤動(dòng)線上不斷重復(fù)，而且由于工作環(huán)境溫度低、濕度大且存在一定的腐蝕性液體和氣體，所以，在煤礦運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，采煤機(jī)常常會(huì)出現(xiàn)各種故障。但是，采煤機(jī)出現(xiàn)故障不僅嚴(yán)重影響著工作人員的生命安全，而且還可能引發(fā)各種嚴(yán)重的安全事故。變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用必須要從采煤機(jī)的特殊性出發(fā)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的升級(jí)改造。首先，技術(shù)人員可以從變頻器的現(xiàn)狀出發(fā)，在采煤機(jī)中裝入相應(yīng)的數(shù)控軟件，有效利用變頻器提升采煤機(jī)的采掘速度和工作質(zhì)量，提高采煤作業(yè)的針對(duì)性和采挖效率。其次，變頻節(jié)能技術(shù)可以減少采煤機(jī)的損壞，從而有利于節(jié)約采煤機(jī)的維修費(fèi)用。然后，技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)品的研發(fā)、升級(jí)，不斷研究新型采煤變頻器，提升變頻器的兼容性，將以往的“一拖二”系統(tǒng)向“一拖一”系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)采煤機(jī)有效性的進(jìn)一步提升。

2.4變頻器應(yīng)用效果

在通風(fēng)系統(tǒng)升級(jí)改造前，每臺(tái)風(fēng)機(jī)的配套電機(jī)額定功率2×P0=2×250kW，額定轉(zhuǎn)速n0=580r/min，葉片的安裝角度-9°，最大的工作風(fēng)量Q0=11200m3=186.7m3/s。在進(jìn)行整體改造之前，風(fēng)機(jī)的工作頻率為f0=50Hz，在額定功率下，風(fēng)門全部正常運(yùn)行，在這種情況下，最大風(fēng)量為Q0。變頻改造時(shí)，一定要按照國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)所需的風(fēng)量Q1=7284m3/min=121.4m3/s，所需負(fù)壓H1=1270.1Pa。此時(shí)，風(fēng)門需要全部打開(kāi)。具體的公式如下所示： 通過(guò)公式可以知道，主通風(fēng)機(jī)的實(shí)際功率Q0=11200m3=186.7m3/s，變頻轉(zhuǎn)速Q(mào)0=11200m3=186.7m3/s，頻率f133Hz。由以上計(jì)算的結(jié)果可知，每年風(fēng)機(jī)可以節(jié)省不少的電費(fèi)，假如它可以明天運(yùn)轉(zhuǎn)24小時(shí)，每年按照365天計(jì)算， 按照國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的電費(fèi)價(jià)格0.7元/kWh計(jì)算，風(fēng)機(jī)每年可以節(jié)省的電費(fèi)大約在222.2萬(wàn)元。由此可知，引入了變頻調(diào)速的裝置，可以明顯地節(jié)約成本。同時(shí)，由于礦井的服務(wù)年限長(zhǎng)達(dá)23.7a，可以通過(guò)2a左右的時(shí)間收回變頻器的成本，極大地減輕了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

2.5皮帶運(yùn)輸機(jī)方面

皮帶運(yùn)輸機(jī)作為礦場(chǎng)的關(guān)鍵運(yùn)輸設(shè)施，應(yīng)用非常廣闊，把煤炭運(yùn)送到指定的地方。皮帶與轉(zhuǎn)輪之中經(jīng)過(guò)摩擦牽引作用，使物品在皮帶上挪動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)運(yùn)送。古板皮帶運(yùn)輸機(jī)操行過(guò)程中，關(guān)鍵是采取液力耦合器帶動(dòng)皮帶軟轉(zhuǎn)移，這雖能夠完成皮帶運(yùn)送的功能，但是會(huì)加快皮帶的老化速度，增大皮帶的斷裂概率。而且經(jīng)過(guò)融入變頻技能、單片機(jī)聯(lián)合編程軟件會(huì)主動(dòng)管控轉(zhuǎn)輪操行，電機(jī)開(kāi)啟時(shí)電流波會(huì)漸漸減小，最后減小電機(jī)里面機(jī)械發(fā)熱與沖擊表象，很大程度上表現(xiàn)皮帶機(jī)傳動(dòng)功能，減少設(shè)備熱損失與磨損損失。

結(jié)語(yǔ)

變頻節(jié)能技術(shù)對(duì)于煤礦企業(yè)機(jī)電設(shè)備運(yùn)作質(zhì)量具有較大影響。企業(yè)生產(chǎn)中，人們只有充分認(rèn)識(shí)到變頻節(jié)能技術(shù)的作用和原理，并在分析煤礦企業(yè)機(jī)電設(shè)備運(yùn)作特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)行其具體應(yīng)用過(guò)程的全面把控，才能有效地提升變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用水平，進(jìn)而滿足煤礦企業(yè)生產(chǎn)需要。

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