煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

許曉林

摘? 要：煤礦生產(chǎn)環(huán)境惡劣、情況復(fù)雜，工作量較大，需要使用大量機(jī)械設(shè)備輔助作業(yè)，要求開采技術(shù)水平不斷提升。但是相較于發(fā)達(dá)國家，我國煤礦井下機(jī)電設(shè)備還有所不足，在保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，還要考慮到設(shè)備節(jié)能效果。尤其是當(dāng)前綠色環(huán)保背景下，節(jié)能減排在各行業(yè)達(dá)成統(tǒng)一共識，煤礦企業(yè)作為能源型企業(yè)首當(dāng)其沖，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，推動煤礦機(jī)電設(shè)備優(yōu)化創(chuàng)新是必然選擇。文章就變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用展開分析，在了解變頻節(jié)能技術(shù)原理和要點(diǎn)基礎(chǔ)上，促使此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)煤礦節(jié)能生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：變頻節(jié)能技術(shù);機(jī)電設(shè)備;煤礦生產(chǎn);節(jié)能減排

中圖分類號：TD407? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0171-02

Abstract： The production environment of coal mine is bad， the situation is complex， and the workload is large， which requires the use of a large number of machinery and equipment to assist the operation， which requires the continuous improvement of mining technology. However， compared with developed countries， there are still some deficiencies in coal mine mechanical and electrical equipment in China. while ensuring the safe and stable operation of the equipment， we should also take into account the energy-saving effect of the equipment. Especially in the current context of green environmental protection， energy saving and emission reduction has reached a unified consensus in various industries， coal mining enterprises as energy-based enterprises bear the brunt， the application of frequency conversion energy-saving technology to promote the optimization and innovation of coal mine mechanical and electrical equipment is an inevitable choice. This paper analyzes the application of frequency conversion energy-saving technology in coal mine mechanical and electrical equipment， and promotes the application of this technology in coal mine mechanical and electrical equipment to realize coal mine energy-saving production on the basis of understanding the principle and key points of frequency conversion energy-saving technology.

Keywords： frequency conversion energy-saving technology; mechanical and electrical equipment; coal mine production; energy saving and emission reduction

煤礦企業(yè)屬于能源型企業(yè)，在當(dāng)前能源危機(jī)背景下，部分煤礦企業(yè)仍然沿用滯后的開采技術(shù)，對地質(zhì)環(huán)境破壞較大，開采效率不高，資源損耗大。通過變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，推動煤礦機(jī)電設(shè)備改進(jìn)優(yōu)化，有助于減少機(jī)電設(shè)備能耗，提升開采效率，并且實(shí)現(xiàn)清潔開采，滿足節(jié)能減排要求。故此，煤礦企業(yè)應(yīng)積極增加投入力度，大力推廣和應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，以求提升煤礦開采效率，減少能耗，為我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

1 煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀

煤礦機(jī)電設(shè)備中推行變頻節(jié)能技術(shù)，需要充分契合煤礦生產(chǎn)情況，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提升開采效率的同時(shí)，減少機(jī)電設(shè)備能耗。變頻節(jié)能技術(shù)實(shí)際應(yīng)用，交流電周期固定模式更換頻率，在后續(xù)具體工作中依據(jù)工作負(fù)荷、工作環(huán)境和工作內(nèi)容來動態(tài)調(diào)整。結(jié)合可持續(xù)發(fā)展相關(guān)要求，煤礦行業(yè)引進(jìn)變頻節(jié)能技術(shù)是必然選擇，尤其是煤礦機(jī)電設(shè)備類型和規(guī)模不斷增加，充分發(fā)揮變頻技術(shù)優(yōu)勢，可以大大降低電能損耗和企業(yè)生產(chǎn)成本，賦予企業(yè)可持續(xù)發(fā)展動力[1]。

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，對煤炭資源需求度急劇增長，但是從我國煤礦行業(yè)開采情況來看，電能損耗問題居高不下，致使企業(yè)成本較高，而變頻節(jié)能技術(shù)可以在機(jī)電設(shè)備中加以應(yīng)用。如：在提升機(jī)、采煤機(jī)和皮帶機(jī)等設(shè)備中應(yīng)用，會使電能損耗顯著下降[2]。故此，新時(shí)期煤礦企業(yè)應(yīng)該深入研究和分析變頻節(jié)能技術(shù)，明確其應(yīng)用重要性，在不影響開采效率、效益基礎(chǔ)上，靈活運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)，降低電能損耗，謀求可持續(xù)發(fā)展[3]。

2 機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)原理

我國煤礦開采行業(yè)改革發(fā)展，節(jié)能減排是主要方向，在提升機(jī)、采煤機(jī)和皮帶機(jī)等機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，可以有效降低電能損耗，提升開采效率。就變頻節(jié)能技術(shù)的原理來看，是通過交流電固定周期模式來調(diào)整機(jī)電設(shè)備運(yùn)行功率，并通過應(yīng)用智能化電氣系統(tǒng)，推動機(jī)電設(shè)備智能變頻。如：機(jī)電設(shè)備空載運(yùn)行中，降低設(shè)備功率到最低成本，減少機(jī)電設(shè)備能耗。如果設(shè)備滿載運(yùn)行，調(diào)整機(jī)電設(shè)備功率到峰值，提升采煤效率同時(shí)，將能耗降到最低，是煤礦開采企業(yè)主要關(guān)注的內(nèi)容[4]?；谧冾l節(jié)能技術(shù)，有助于推動機(jī)電設(shè)備智能化操控，減少勞動強(qiáng)度和工作量，降低生產(chǎn)成本和設(shè)備維護(hù)成本，推動采煤過程自動化、智能化發(fā)展[5]。

3 煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

變頻節(jié)能技術(shù)作為一種前沿技術(shù)，應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備改造中，更加智能的結(jié)合設(shè)備運(yùn)行情況，動態(tài)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行功率，提升設(shè)備運(yùn)行效果。但是，要充分結(jié)合不同的采礦設(shè)備，靈活高效運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)，充分發(fā)揮此項(xiàng)技術(shù)的作用。

3.1 采煤機(jī)應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

煤礦機(jī)電設(shè)備中，采煤機(jī)作為重要組成部分，電能損耗量較大，其中包含電氣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等，基于變頻節(jié)能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)能耗降低[6]。其組成部分可劃分為采煤機(jī)，包括裝載系統(tǒng)、切割部、行走裝置和其他控制裝置等。切割裝置結(jié)合不同工作面動態(tài)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行功率，大功率適合大工作面作業(yè)需要，將煤礦快速納入到裝載系統(tǒng)中，小工作面下減少切割工作面，以此來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。裝載系統(tǒng)需要結(jié)合采煤量來調(diào)整設(shè)備運(yùn)行功率，促使裝載速度和采煤速度匹配。行走裝置，采煤機(jī)作業(yè)時(shí)牽引力有所偏差，需要變頻調(diào)節(jié)行走裝置頻率，保證牽引力足夠基礎(chǔ)上，將電能損耗降到最低。另外，通過變頻節(jié)能技術(shù)合理運(yùn)用，除了降低采煤機(jī)能耗，還可以減少采煤機(jī)運(yùn)行負(fù)荷，提升設(shè)備使用性能、使用壽命。

3.2 風(fēng)機(jī)設(shè)備應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

煤礦開采中，風(fēng)機(jī)設(shè)備不可或缺，主要是由于井下環(huán)境相較于封閉，有很多有毒有害氣體，應(yīng)借助通風(fēng)設(shè)備將有害氣體稀釋、排出，創(chuàng)設(shè)安全的井下作業(yè)環(huán)境。通常情況下，礦井下風(fēng)機(jī)設(shè)備主要是用于換氣操作，伴隨煤礦開采不斷深入，礦井下的氣體含量有所變化，通過風(fēng)機(jī)設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，在創(chuàng)設(shè)安全開采環(huán)境下，減少風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)行壓力。保證井下空氣質(zhì)量符合要求，井下沒有瓦斯等有毒、易爆氣體后，風(fēng)機(jī)設(shè)備可以停止運(yùn)行，減少不必要能耗。同時(shí)，將變頻節(jié)能技術(shù)和空氣檢測設(shè)備結(jié)合在一起，動態(tài)依據(jù)井下空氣質(zhì)量自動調(diào)節(jié)，自動化水平較高。通過變頻節(jié)能技術(shù)在風(fēng)機(jī)設(shè)備中應(yīng)用，煤礦企業(yè)取得了可觀的成果。

3.3 提升機(jī)中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

不同礦山類型不同，對于一些開采難度大，礦井深的礦山，需要借助提升機(jī)將煤炭資源運(yùn)輸?shù)降孛?，然后進(jìn)行后續(xù)加工。提升機(jī)是煤礦企業(yè)主要生產(chǎn)設(shè)備之一，為了大大提升煤礦開采效率，必須要保證設(shè)備不間斷進(jìn)行。但如果設(shè)備滿載或是空載運(yùn)行狀態(tài)會有電能損耗，如何改善此類問題，推動提升機(jī)和變頻節(jié)能技術(shù)融合應(yīng)用，在智能化操控平臺下來調(diào)整提升機(jī)運(yùn)行功率，提升設(shè)備運(yùn)行效率的同時(shí)，為煤礦企業(yè)減少了能耗。一般情況下，煤礦企業(yè)中常見的提升機(jī)為JD-BP32-185P型號，在實(shí)際應(yīng)用中節(jié)能效果可觀，可以為企業(yè)帶來更為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 皮帶機(jī)應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

皮帶機(jī)主要是用于輸送煤炭資源到地面，而皮帶機(jī)運(yùn)行荷載并非是不變的，設(shè)備長期運(yùn)行會導(dǎo)致電能損耗過大，基于變頻節(jié)能技術(shù)調(diào)整皮帶機(jī)功率，促使皮帶機(jī)變頻運(yùn)行，合理配置荷載，減少電能損耗。變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可以避免皮帶機(jī)長期超負(fù)荷運(yùn)行，減少設(shè)備故障幾率，保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使用壽命也將大大延長。

3.5 負(fù)載荷設(shè)備應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

在負(fù)載荷設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，結(jié)合煤礦特殊作業(yè)環(huán)境，不斷加強(qiáng)變頻調(diào)速設(shè)備研發(fā)，實(shí)現(xiàn)采礦設(shè)備變頻操作。結(jié)合風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行情況逐步改造和完善操作，提升設(shè)備使用性能。改造前，綜合檢查和分析風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行情況，在此基礎(chǔ)上調(diào)整風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓，通過變頻改造后，節(jié)能效果較為顯著，是改造前的3倍。

4 煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)維護(hù)措施

變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用，盡管一定程度上可以提升煤礦開采效率、質(zhì)量，應(yīng)注重合理的措施來保障變頻節(jié)能技術(shù)效應(yīng)得以發(fā)揮，維護(hù)機(jī)電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。在機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，立足于機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況，結(jié)合設(shè)備型號規(guī)格加強(qiáng)設(shè)備檢修和維護(hù)，安裝前調(diào)試好，合理運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)。

4.1 制定完善的機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理制度體系

煤礦企業(yè)的機(jī)電設(shè)備類型多樣，長時(shí)間在煤礦這一特殊環(huán)境下高負(fù)荷運(yùn)行，可能受到客觀因素影響出現(xiàn)故障問題。鑒于此，應(yīng)加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理力度，轉(zhuǎn)變理念來健全和完善維護(hù)管理制度體系，持續(xù)深化技術(shù)研發(fā)，推動設(shè)備技術(shù)更新，便于變頻節(jié)能技術(shù)充分在機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用。通過日常巡查和維護(hù)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決設(shè)備故障問題，將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。同時(shí)，檢查機(jī)電設(shè)備變頻工作情況，預(yù)測分析可能產(chǎn)生的變頻異常故障，制定防控方案，及時(shí)解決。相關(guān)維修管理人員要注重技術(shù)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，分析可能出現(xiàn)的設(shè)備故障問題，并尋求合理方法予以解決，促使機(jī)電設(shè)備逐步恢復(fù)使用。只有保證機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行，才能保證變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)有效應(yīng)充分發(fā)揮，改善潛在的機(jī)電設(shè)備安全隱患。

4.2 推動機(jī)電設(shè)備和技術(shù)更新

機(jī)電設(shè)備和變頻技術(shù)不斷推陳出新，技術(shù)更新頻率加快，不斷涌現(xiàn)出先進(jìn)機(jī)電設(shè)備。這就需要煤礦企業(yè)高度關(guān)注變頻節(jié)能技術(shù)更新和完善，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢，積極運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)到實(shí)處，改善傳統(tǒng)技術(shù)不足和缺陷，賦予變頻技術(shù)更強(qiáng)的兼容性，為機(jī)電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行提供支持。新設(shè)備、新技術(shù)融合運(yùn)用，對于提升煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行效率和運(yùn)行性能意義深遠(yuǎn)。煤礦企業(yè)要注重資源的合理配置，投入資金用于設(shè)備的更新?lián)Q代中，提升機(jī)電設(shè)備整體靈活性、可靠性，減少設(shè)備能耗，對于延長機(jī)電設(shè)備使用壽命具有積極作用。

5 結(jié)束語

綜上所述，在煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中，由于設(shè)備眾多，管控方式存在不合理，不可避免造成電能損耗?；谧冾l節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可以改善傳統(tǒng)技術(shù)不足，推動機(jī)電設(shè)備更新?lián)Q代，自動化調(diào)整設(shè)備運(yùn)行功率，不影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，減少電能損耗，可以減少企業(yè)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。

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