變頻調(diào)速在煤礦礦井通風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用分析

劉通

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷迅速發(fā)展，煤礦開(kāi)采業(yè)各項(xiàng)工作已經(jīng)越來(lái)越受到全社會(huì)廣泛關(guān)注。煤礦礦井通風(fēng)機(jī)作為一項(xiàng)有效保障礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵性核心設(shè)備，必須每日持續(xù)不斷的全面運(yùn)行。因此，全面落實(shí)和推廣礦井通風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行意義重大，對(duì)于煤礦開(kāi)采業(yè)降低成本和節(jié)約資源能夠起到重要促進(jìn)作用。鑒于此，筆者在本文針對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)在現(xiàn)階段煤礦礦井通風(fēng)機(jī)上的具體應(yīng)用策略進(jìn)行一定分析和探究，并且提出一些合理化建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù);煤礦風(fēng)機(jī);應(yīng)用策略

引言：

在現(xiàn)階段我國(guó)煤礦的日常生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力以及風(fēng)量需求在不同環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生不同程度的變化。因此，想要全面適應(yīng)各種變化需求，有效避免煤礦礦井通風(fēng)機(jī)的長(zhǎng)期高能耗負(fù)荷，相關(guān)煤礦工作人員、技術(shù)人員可以選用變頻調(diào)速技術(shù)這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于煤礦礦井通風(fēng)機(jī)使用過(guò)程之中 [1]。變頻調(diào)速技術(shù)擁有較為明顯的自身優(yōu)點(diǎn)，其中昀為主要的就是能夠科學(xué)合理的改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、讓啟動(dòng)和停機(jī)都是“軟式”、降低發(fā)熱情況以及各類(lèi)故障發(fā)生率的同時(shí)提高使用年限，完美達(dá)到煤礦礦井通風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行、風(fēng)量科學(xué)合理調(diào)節(jié)的終極目標(biāo)。

一、解讀新時(shí)期礦井通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行主要特征

新時(shí)期煤礦開(kāi)采工作大環(huán)境下，煤礦礦井通風(fēng)機(jī)以及其傳動(dòng)電機(jī)的升級(jí)和設(shè)定工作極為重要，其通常是在礦井設(shè)計(jì)階段進(jìn)行科學(xué)化選定，通風(fēng)量主要根據(jù)礦井瓦斯日常涌出量、通風(fēng)巷遭受的各種阻力以及井下作業(yè)人員總體數(shù)量等因素而決定。煤礦礦井通風(fēng)機(jī)在滿(mǎn)速運(yùn)行時(shí)的特性曲線與礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力特性曲線的交點(diǎn)，進(jìn)而全面確定通風(fēng)機(jī)的自然運(yùn)行工況點(diǎn)

[2]。但客觀而言，自然工況點(diǎn)通常不是礦井通風(fēng)機(jī)所要求的工況點(diǎn)，其主要原因?yàn)橐韵聨追矫妫?.預(yù)測(cè)的礦井瓦斯涌出量經(jīng)常性大于實(shí)際的瓦斯涌出量。2.提前預(yù)測(cè)的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力特性曲線與實(shí)際缺乏一致性。3.現(xiàn)階段工作環(huán)境下，礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力特性曲線經(jīng)常伴隨采掘工作面的不斷推移而發(fā)生各種變化。4.一旦產(chǎn)量發(fā)生增減現(xiàn)象以及采煤方法變革，或者是日常工作中工人勞動(dòng)生產(chǎn)率發(fā)生變化，礦井通風(fēng)需求量也會(huì)隨之產(chǎn)生變化。5.節(jié)假日以及正常檢修期間，井下工人數(shù)量以及瓦斯涌出量都會(huì)呈現(xiàn)出減少態(tài)勢(shì)，這時(shí)候?qū)嶋H需要通風(fēng)量也在不斷減少。實(shí)事求是的講，通風(fēng)機(jī)的一般服務(wù)年限為十幾年以上甚至達(dá)到幾十年。想要確保礦井生產(chǎn)安全，通風(fēng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)的規(guī)格都會(huì)保留一定的余量，全面適應(yīng)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力變化以及風(fēng)量變化的不同需求和要求。鑒于此，煤礦礦井通風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行科學(xué)化的風(fēng)量調(diào)節(jié)。

二、解析變頻調(diào)速技術(shù)在礦井通風(fēng)機(jī)實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）變頻調(diào)速技術(shù)能夠有效節(jié)能

當(dāng)前階段，我國(guó)礦井通風(fēng)機(jī)通常有兩種高速風(fēng)量，一種是機(jī)械、另外一種是電氣。此外的重要方法就是串級(jí)調(diào)速。經(jīng)過(guò)各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證，串級(jí)、變頻是風(fēng)量調(diào)速現(xiàn)階段一種昀為理想方法。在新時(shí)期礦井通風(fēng)機(jī)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，能夠?qū)⒐?jié)能效果提高 35%左右，其具備的優(yōu)秀節(jié)能性無(wú)疑為煤礦開(kāi)采提供了經(jīng)濟(jì)節(jié)約科學(xué)化方案[3]。

（二）變頻調(diào)速技術(shù)能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)

在日常變頻調(diào)速技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程中，針對(duì)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電流分析能夠發(fā)現(xiàn)，啟動(dòng)時(shí)電流為 0，隨之結(jié)合實(shí)際增加電負(fù)荷量進(jìn)行不斷調(diào)整，在日常煤礦礦機(jī)的通風(fēng)機(jī)使用過(guò)程中產(chǎn)生較大的沖擊電流，這種“軟啟動(dòng)”方式無(wú)疑能夠全面提升煤礦通風(fēng)機(jī)的使用壽命和延長(zhǎng)其總使用年限。

（三）變頻調(diào)速技術(shù)能夠提高功率

結(jié)合變頻器監(jiān)視綜合分析能夠發(fā)現(xiàn)，一般功率為 0.984，但在全面應(yīng)用和設(shè)置變頻調(diào)速器后能夠科學(xué)化增強(qiáng)相應(yīng)功效，并且大大減少對(duì)設(shè)備的資金投入，不但提高功率而且對(duì)采礦工作環(huán)境能夠全面改善和提升，而且還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保并且實(shí)際操作異常簡(jiǎn)便。

三、新時(shí)期變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)上的具體應(yīng)用

（一）變頻器的科學(xué)化選擇和應(yīng)用

客觀而言，變頻器的整體工作原理是通過(guò)傳感器以及測(cè)量裝置檢測(cè)風(fēng)機(jī)信號(hào)，然后將各種信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)反饋到變頻器之中，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與檢測(cè)信號(hào)的科學(xué)化比對(duì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)輸入頻率的合理化調(diào)節(jié)來(lái)全面改變風(fēng)機(jī)的日常轉(zhuǎn)速。想要完全適應(yīng)當(dāng)前階段礦山開(kāi)采各種較為惡劣的環(huán)境狀況，筆者建議采用自動(dòng)化調(diào)控方式，自動(dòng)信號(hào)采用 PID閉環(huán)反饋控制方法，也就是科學(xué)化的通過(guò) PID系統(tǒng)控制變頻器，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)變頻器對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)的智能化自動(dòng)控制，有效改變煤礦通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速[4]。

（二）變頻調(diào)速器的具體安裝和調(diào)試

在現(xiàn)階段煤礦開(kāi)采過(guò)程中，倘若煤礦礦井通風(fēng)機(jī)傳感器安裝在堅(jiān)固的底座上，傳感器安裝在風(fēng)控機(jī)房之中，就必須要提前做好電子干擾的各項(xiàng)防護(hù)工作。變頻調(diào)速器應(yīng)當(dāng)盡量設(shè)置在與配電柜安裝在同一個(gè)地方，溫度保持在 10～40℃之間?；覊m與濕度也必須控制在標(biāo)準(zhǔn)化范疇之內(nèi)。正式安裝過(guò)程中，工作人員必須要確保主電路接線是否正確，全面檢測(cè)通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行是否穩(wěn)定正常。在變頻調(diào)速器實(shí)現(xiàn)自檢工作后，在 PLC系統(tǒng)中輸入科學(xué)化的基本參數(shù)，全面進(jìn)行加載試驗(yàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)安排專(zhuān)業(yè)人員對(duì)礦井通風(fēng)機(jī)進(jìn)行細(xì)致觀察，觀看是否存共振問(wèn)題，一旦發(fā)現(xiàn)共振則必須做出相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整。

（三）變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益

針對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)階段煤礦礦井通風(fēng)機(jī)中所產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟(jì)效益而言，可以進(jìn)行這樣一個(gè)實(shí)例分析：倘若煤礦通風(fēng)機(jī)的額定流量為5l8m3/min、額定功率為 60kW，每年通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的時(shí)間為 300天，運(yùn)行時(shí)間為每日 24小時(shí)（其中 13小時(shí)以50%負(fù)荷正常運(yùn)行、11小時(shí)以 90%負(fù)荷全面運(yùn)行），在上述設(shè)定條件下能夠計(jì)算出：W=60×11X（100%-69%）X300～0×13×（95%-20%）×300=236880kW.h。設(shè)定為電能每 kW·h為 1元錢(qián)，那么一年電費(fèi)節(jié)約數(shù)量能夠超過(guò) 20萬(wàn)元。由此不難得出結(jié)論：變頻調(diào)速技術(shù)可以全面有效的降低風(fēng)機(jī)的日消耗量，并且具備相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，新時(shí)期先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦風(fēng)機(jī)上全面應(yīng)用與推廣意義重大且“任重而道遠(yuǎn)”。這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)不但可以降低人工勞動(dòng)力投入數(shù)量，還能夠全面實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的使用效果，并且能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，相關(guān)部門(mén)以及工作人員、技術(shù)人員在日常實(shí)踐過(guò)程中應(yīng)當(dāng)不斷探索、不斷創(chuàng)新，力爭(zhēng)尋找到更為科學(xué)化、合理化的應(yīng)用策略與應(yīng)用技巧，力爭(zhēng)讓我國(guó)的煤礦開(kāi)采業(yè)整體質(zhì)量和水平能夠邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

[1]侯海清.變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用探析[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2017，3210：79-80.

[2]米曉杰.變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2016，13：129-130.

[3]李文濤.礦井主通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速監(jiān)控系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[D].青島科技大學(xué)，2013.

[4]李學(xué)蘭.變頻技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，12（24）：63-64.