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

李小紅

（山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司 山西省長治市 047100）

煤礦開采過程中，機(jī)電設(shè)備是不可或缺的工具之一，機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用提高了開采的效率，有效保證了施工的安全性。而在機(jī)電設(shè)備中融入變頻節(jié)能技術(shù)可以進(jìn)一步降低設(shè)備應(yīng)用期間產(chǎn)生的能耗，節(jié)約資源能源，優(yōu)化開采質(zhì)量。下面，筆者將結(jié)合自身對于煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的具體情況，分析其應(yīng)用的方法與策略。

1 煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用變頻技能技術(shù)的作用與現(xiàn)狀

1.1 煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的作用

在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻技能技術(shù)可以按照實(shí)際情況對工作效率進(jìn)行調(diào)整，降低機(jī)電設(shè)備所消耗的電能。其工作的基本原理為，通過交流電的周期進(jìn)行固定模式的頻率更換，在實(shí)際工作中可以結(jié)合各個機(jī)電設(shè)備的工作內(nèi)容和負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)前，為了有效緩解環(huán)境問題，我國提出了可持續(xù)發(fā)展的理念，該理念在多個行業(yè)中都有所貫徹，煤礦企業(yè)也不例外。在煤礦開采期間各類機(jī)電設(shè)備所消耗的電能比較多，而借助變頻運(yùn)行則可以有效的降低電能消耗，降低企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成本，其對于煤礦企業(yè)的發(fā)展建設(shè)有著極為重要的推動作用。

1.2 煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展和進(jìn)步，煤礦的需求量也可謂是不斷提高，而在煤礦開采期間，不可否認(rèn)的是所消耗的電能一直都比較大，為了有效的解決耗能高的問題，變頻節(jié)能技術(shù)開始應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備之中，比如說現(xiàn)如今煤礦開采中采煤機(jī)、提升機(jī)、風(fēng)機(jī)和皮帶機(jī)等設(shè)備中均有變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在應(yīng)用了變頻節(jié)能技術(shù)之后，煤礦機(jī)電設(shè)備的電能消耗大幅度減少，但是當(dāng)前由于資金以及技術(shù)等因素的制約，因此煤機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)尚未全面推廣和應(yīng)用。

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

當(dāng)前，在我國煤礦開采行業(yè)中機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的主要有采煤機(jī)、提升機(jī)以及皮帶機(jī)，該技術(shù)在應(yīng)用時的工作原理為以交流電的固定周期模式來改變設(shè)備的運(yùn)行效率，在變頻模式的基礎(chǔ)之上，引入智能化電氣系統(tǒng)，達(dá)到智能變頻的目的。比如說機(jī)電設(shè)備在空載運(yùn)行時，設(shè)備可以迅速的將功率降到最低狀態(tài)，電能消耗也將會因此而降低。而一旦設(shè)備滿載運(yùn)行或者是持續(xù)高峰作業(yè)時，設(shè)備則可以將功率迅速調(diào)到最高，這樣既可以保證采煤工作的效率不受到影響和干擾，同時還可以有效的降低對能源的消耗。在機(jī)電設(shè)備中合理應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化操作，其極大的節(jié)約了開采成本，降低了開采人員的工作強(qiáng)度，提高了采煤工作的完全性，其對于我國煤礦事業(yè)的發(fā)展建設(shè)有著極為重要的推動作用。機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的變頻器組成情況如圖1 所示。

3 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析

煤礦機(jī)電設(shè)備中要想靈活的應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，就需要做到具體問題具體分析，不同類型機(jī)電設(shè)備對于變頻節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用要求是不同的，其具體可以從以下方面著手：

圖1：變頻器組成結(jié)構(gòu)

3.1 變頻節(jié)能采煤機(jī)的整體應(yīng)用

采煤機(jī)是煤礦開采工作實(shí)施的基礎(chǔ)所在，一般情況下，采煤機(jī)有三個核心系統(tǒng)，即電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)，變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于采煤機(jī)中，主要是對這三個系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到采煤機(jī)節(jié)能的目的。如果從組成成分分類，采煤機(jī)又可以被分為切割部、裝載系統(tǒng)、行走裝置的部分。首先，對于切割部來說，針對礦井下不同類型的工作面其功率要求也有著細(xì)微的差異，因此就需要結(jié)合具體情況對功率進(jìn)行調(diào)設(shè)，比如說采煤工作面比較大的情況下，如果切割機(jī)的功率比較小，那么可能就會導(dǎo)致切割費(fèi)時費(fèi)力，進(jìn)而在無形間增加工作量，造成不必要的能源消耗，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，對切割功率進(jìn)行靈活調(diào)整，可以更好的優(yōu)化切割質(zhì)量，提高工作效率。針對裝載系統(tǒng)，在應(yīng)用變頻技術(shù)時，則需要結(jié)合采煤量對運(yùn)行功率進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，要保證裝載速度與采煤速度彼此能夠密切配合，如果裝載速度慢于采煤速度，那么可能會導(dǎo)致大量煤炭資源難以及時被裝載，這樣使得會對開采效率產(chǎn)生影響。針對行走裝置，關(guān)鍵在于對牽引力進(jìn)行合理的控制，牽引力控制不合理的情況，行走裝置的功用可能難以有效發(fā)揮出來，這樣必將會對設(shè)備的有效應(yīng)用產(chǎn)生不良影響。一般來說，行走裝置運(yùn)行期間，牽引力充足的情況下，應(yīng)當(dāng)最大限度降低對電力資源的消耗，設(shè)備運(yùn)行時，要控制好運(yùn)行時間，因?yàn)椴擅簷C(jī)并非是在所有情況下都需要滿負(fù)荷運(yùn)行的，所以說，在其沒有滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下，可以借助變頻技術(shù)對負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以便更好的延長設(shè)備使用壽命。

3.2 變頻節(jié)能技術(shù)在風(fēng)機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用分析

在煤礦開采過程中，由于礦井下存在有大量的有害氣體，為了保證煤礦開采的安全性，必須要長時間使用礦井進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)對有害氣體進(jìn)行稀釋，否則的話，這些氣體必將對施工人員的人身安全造成較大的影響，所有采煤工作中，風(fēng)機(jī)是必須的，其可以對礦井下的空氣進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，保證采煤工作人員的安全。而在采煤工作實(shí)施期間，井下空氣環(huán)境處于不斷變動的狀態(tài)，因此，風(fēng)機(jī)設(shè)備在應(yīng)用時應(yīng)當(dāng)啟動不同功能，這樣才能更好的發(fā)揮設(shè)備作用。將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)設(shè)備之中，可以靈活的對風(fēng)機(jī)設(shè)備功能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，這樣礦井下空氣質(zhì)量可以得到更好的保障，還可以減輕風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行的壓力，因?yàn)槿绻L(fēng)機(jī)設(shè)備長期高功率、高負(fù)荷的運(yùn)行，那么設(shè)備損耗機(jī)率就將會增大，而變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，則可以有效的降低設(shè)備損耗。在風(fēng)機(jī)設(shè)備應(yīng)用期間，為了深入了解煤礦內(nèi)空氣質(zhì)量是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，還可以嘗試將風(fēng)機(jī)設(shè)備與空氣質(zhì)量檢測設(shè)備聯(lián)系在一起，實(shí)時檢測井下空氣狀況，分析何時需要應(yīng)用風(fēng)機(jī)設(shè)備，然后靈活應(yīng)用，這樣可以有效的降低能耗。當(dāng)前，節(jié)能變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用相對來說還是比較成熟，其在我國大部分礦井內(nèi)都有所應(yīng)用。

3.3 變頻節(jié)能技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

在煤礦開采期間，針對礦井類型的礦山，為了保證煤礦開采工作順利實(shí)施，提高煤炭資源的開采質(zhì)量和效率，提升機(jī)的應(yīng)用是必不可少，煤礦提升機(jī)的主要作用是將井下煤礦運(yùn)輸?shù)骄?，在煤礦開采期間，提升機(jī)通常需要不間斷的運(yùn)行，但是在其運(yùn)行期間并非都是滿載的，其一般是滿載與空載交替運(yùn)行，這種情況下，就可以應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，針對提升機(jī)滿載/空載的不同情況，對功率進(jìn)行調(diào)整，將該技術(shù)與智能化操作平臺結(jié)合在一起，這樣在滿載與空載情況下提供不同的功率，既可以有效的保證設(shè)備運(yùn)行效率和質(zhì)量，還能夠降低提升機(jī)運(yùn)行期間消耗的電能，節(jié)約能源資源。

3.4 變頻技術(shù)在皮帶機(jī)中的應(yīng)用

皮帶機(jī)是煤礦資源運(yùn)輸不可或缺的設(shè)備之一，其可以持續(xù)不斷的將礦山中的煤炭運(yùn)送到地面，但是在設(shè)備具體運(yùn)行過程中，皮帶機(jī)的荷載并非是一成不變的，某些情況下皮帶機(jī)的荷載比較高，某些情況下荷載則比較低，但是補(bǔ)錄荷載如何變化，其所消耗的電能資源都是相同的，所不同的是高荷載的情況下，電能資源得到了充分利用，而低荷載的情況下，電能資源則被較大的浪費(fèi)。針對這種現(xiàn)象，當(dāng)前最為有效的措施就是將變頻技術(shù)與皮帶機(jī)融合在一起，結(jié)合不同的運(yùn)輸需要，對皮帶機(jī)的功率進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，這樣也可以有效的優(yōu)化皮帶機(jī)使用效果。

3.5 變頻節(jié)能調(diào)節(jié)下的負(fù)載荷設(shè)備應(yīng)用

變頻負(fù)載荷技術(shù)應(yīng)用時，可以根據(jù)風(fēng)機(jī)、泵的變頻調(diào)速過程，關(guān)注風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的整體應(yīng)用普遍操作。但是要做好該項(xiàng)工作，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員就應(yīng)當(dāng)逐步加強(qiáng)變頻調(diào)速設(shè)備的研發(fā)，重點(diǎn)研發(fā)煤礦特殊采集環(huán)境之下的變頻設(shè)備操作。結(jié)合風(fēng)機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速操作要求，可以逐步改造調(diào)整，優(yōu)化其整體性能。在改造工作實(shí)施之前，需要深入了解風(fēng)機(jī)運(yùn)行的各項(xiàng)基本情況，調(diào)整風(fēng)壓、風(fēng)量等，在改造完成之后需要對輸出功率進(jìn)行檢查和分析，這樣可以有效的節(jié)約電能資源。在水泵控制調(diào)節(jié)下，需要對設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能處理。結(jié)合生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的實(shí)際控制構(gòu)成情況來看，在對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)節(jié)時，應(yīng)當(dāng)提升調(diào)節(jié)的靈活度，要保證在變頻節(jié)能技術(shù)的支持之下，水泵可以靈活運(yùn)用，結(jié)合實(shí)際需要逐步減少平滑和減速的時間，調(diào)整外部環(huán)境的受限水平，結(jié)合井下的液體位置高度變化情況，最大限度的壓縮水泵空轉(zhuǎn)時間，這樣做也可以有效的減少水泵運(yùn)行所需的能耗，避免設(shè)備在運(yùn)行期間不必要的損耗，延長設(shè)備使用壽命，提升機(jī)電設(shè)備的整體生產(chǎn)效益，促使煤礦開采更好的推行。

4 煤礦機(jī)電設(shè)備應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的維護(hù)對策

隨著，我國煤礦事業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用頻率將會不斷提升，諸多煤礦機(jī)電設(shè)備中都融合了變頻節(jié)能技術(shù)，但是結(jié)合實(shí)際情況來看，要想切實(shí)發(fā)揮變頻節(jié)能技術(shù)的作用優(yōu)勢，使得煤礦機(jī)電設(shè)備的作用最大限度的發(fā)揮出來，筆者認(rèn)為還需做好設(shè)備維護(hù)工作，其具體可以從以下方面著手：

4.1 完善煤礦機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理制度

煤礦機(jī)電設(shè)備由于長期在惡劣復(fù)雜的環(huán)境內(nèi)運(yùn)行，因此發(fā)生故障的頻率相對來說比較高，應(yīng)用了變頻節(jié)能技術(shù)之后，該問題雖然得到了一定程度的緩解，且難以從根本上杜絕。因此，為了更好的延長煤礦機(jī)電設(shè)備的使用壽命，減少各類故障發(fā)生頻率，就需要對現(xiàn)有的煤礦機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理制度予以完善，具體完善過程中可以從以下方面著手：

（1）企業(yè)內(nèi)各個部門應(yīng)當(dāng)在大的設(shè)備維護(hù)管理制度基礎(chǔ)之上，結(jié)合自身機(jī)電設(shè)備的運(yùn)用情況、需求等進(jìn)一步對相關(guān)制度進(jìn)行細(xì)化，保證設(shè)備管理工作有序?qū)嵤?/p>

（2）技術(shù)研發(fā)部門要肩負(fù)起對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行技術(shù)更新的責(zé)任，這樣才能更好的將變頻技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電設(shè)備之中，在日常巡視工作中，則需要加強(qiáng)對各個機(jī)電設(shè)備的巡視檢查工作，以便能夠及時快速的發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問題和不足，然后快速采取措施予以優(yōu)化。在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行將期間要查看是否存在有安全隱患，檢查設(shè)備的變頻工作是否處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，針對變頻技術(shù)應(yīng)用可能存在的突發(fā)性情況，必須要及時的采取措施處理，避免設(shè)備后期的運(yùn)行受到影響和干擾。

（3）機(jī)電設(shè)備操作人員，需要不斷地提升自己的專業(yè)知識與技能，對于機(jī)電設(shè)備中節(jié)能變頻技術(shù)應(yīng)用時，可能會出現(xiàn)的故障和不足，要能夠結(jié)合實(shí)際情況，找到可行的解決措施與方法，以保證在故障發(fā)生之后，機(jī)電設(shè)備可以第一時間修復(fù)，進(jìn)而提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

4.2 重視變頻節(jié)能技術(shù)與機(jī)電設(shè)備的更新

當(dāng)前，隨著科技的不斷創(chuàng)新發(fā)展，煤礦機(jī)電設(shè)備中各類節(jié)能變頻技術(shù)應(yīng)用時，也呈現(xiàn)出更新速度快的特點(diǎn)。因此，為了更好的發(fā)揮節(jié)能變頻技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)行質(zhì)量效果，對于工作人員來說，其就應(yīng)當(dāng)關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)更新的情況，及時的將最新、最優(yōu)質(zhì)的節(jié)能變頻技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電設(shè)備之中，優(yōu)化過去設(shè)備應(yīng)用中存在的缺陷和不足，提高設(shè)備的兼容性，使得其能夠更加穩(wěn)定、高效的運(yùn)用，這樣的話，煤礦機(jī)電設(shè)備等工作質(zhì)量和效率也將得到更好的提升。

總之，當(dāng)前我國對于煤炭資源的需求量極大，多個行業(yè)的發(fā)展建設(shè)都需要煤炭資源做支撐。煤炭資源開采期間機(jī)電設(shè)備不可或缺，但是機(jī)電設(shè)備運(yùn)行時，電能消耗極大，這與我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的理念是背道而馳的，為了有效的解決該問題，降低對能源資源的消耗，就需要合理應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，發(fā)揮該技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的作用，推進(jìn)我國煤礦開采行業(yè)的發(fā)展。