煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能分析

楊斌

摘 要 煤礦行業(yè)作為高能耗行業(yè)，如果采取積極有效的措施，降低煤礦開采環(huán)節(jié)自然資源的消耗量，對于煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升有著極大的提升作用。變頻控制技術(shù)在我國煤礦開采行業(yè)中的普及和應(yīng)用，促進(jìn)了煤礦開采效率的有效提升。所以，加強(qiáng)煤礦行業(yè)中機(jī)電變頻空氣技術(shù)研究應(yīng)用的力度，對于煤礦開采行業(yè)節(jié)能降耗效果的提升有著極大的促進(jìn)作用?；诖?，本文首先對變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行概述，然后分析其技術(shù)基本原理，最后從幾方面對變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，為同行提供借鑒。

關(guān)鍵詞 煤礦開采 機(jī)電變頻控制技術(shù) 機(jī)電設(shè)備

中圖分類號：TD63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）06-0061-02

科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了工業(yè)技術(shù)的改革創(chuàng)新，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)效率的大幅度提升，但與此同時工業(yè)生產(chǎn)的能耗也越來越大，大量資源資源的過度消耗，對我國自然資源體系的維護(hù)和管理造成了非常不利的影響。所以，相關(guān)部門必須合理運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)手段，降低現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)節(jié)中自然資源的消耗量。變頻控制技術(shù)在的迅速推廣和應(yīng)用不僅為煤礦企業(yè)的發(fā)展提供了更加廣闊的空間，同時降低了企業(yè)日常生產(chǎn)中資源資源的消耗量，促進(jìn)了企業(yè)生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益的全面提升，為煤礦開采企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

1 變頻節(jié)能技術(shù)概述

變頻節(jié)能技術(shù)因?yàn)樽陨砭哂懈鞣N優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域中。這里所說的變頻節(jié)能技術(shù)簡單的說就是一種借助半導(dǎo)體器件，有效控制交流電源頻率，滿足設(shè)備運(yùn)行能耗與電源供應(yīng)之間供需要求的一種技術(shù)手段，該技術(shù)手段的應(yīng)用降低了設(shè)備運(yùn)行過程中的能源消耗量[1]。變頻裝置作為變頻節(jié)能技術(shù)的核心設(shè)備，其主要包括了逆變裝置、整流用晶閘管、脈沖發(fā)生器等相關(guān)裝置。變頻裝置在日常工作過程中，主要是通過對影響生產(chǎn)線正常運(yùn)行的各種內(nèi)外部因素控制的方式，提高設(shè)備運(yùn)行的節(jié)能效果。作為煤炭行業(yè)而言，由于不同狀態(tài)下生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)載也不同，所以操作人員必須根據(jù)煤炭生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況，適當(dāng)增加或減少設(shè)備的使用量，才能在滿足不同功率使用需求的前提下，減少設(shè)備的能源消耗量，促進(jìn)設(shè)備運(yùn)行性能的有效提升[2]。此外，由于煤礦開采設(shè)備運(yùn)行對操作技術(shù)應(yīng)用提出了非常嚴(yán)格的要求，變頻控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中的推廣和應(yīng)用，不但為煤炭生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，滿足了煤礦行業(yè)發(fā)展的要求，促進(jìn)了煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率的有效提升，而且有效減少了設(shè)備運(yùn)行期間的資源浪費(fèi)。變頻控制技術(shù)是一種利用信息處理形成的全新技術(shù)手段，該技術(shù)主要是由電子計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及其他相關(guān)技術(shù)整合而成，該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了能源高效轉(zhuǎn)換的目的，確保了煤礦開采設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，延長了設(shè)備使用的壽命，為煤礦企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

2 變頻控制技術(shù)基本原理

變頻設(shè)備在煤礦開采作業(yè)中應(yīng)用時，操作人員必須先按照要求整流煤礦開采設(shè)備運(yùn)行時的電源，然后將經(jīng)過整流裝置處理的電源，轉(zhuǎn)化為可有效調(diào)控的直流電源，即可根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實(shí)際情況和需求調(diào)控電源，以滿足煤礦生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的要求。通常，為了保證變頻裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行，煤礦企業(yè)大多采取在煤礦設(shè)備上安裝消聲器、空氣自動開關(guān)等輔助設(shè)備的方式，提高變頻裝置運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性[3]。此外，煤礦企業(yè)還應(yīng)切實(shí)做好煤礦開采設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄與整合的工作，以便于及時的發(fā)現(xiàn)和解決變頻設(shè)備在煤礦開采設(shè)備中應(yīng)用時出現(xiàn)的問題，提高煤礦開采生產(chǎn)的效率。

3 變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)用

3.1 在提升機(jī)中節(jié)能應(yīng)用

提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)過程中，功率最高的設(shè)備之一，該設(shè)備在煤礦開采作業(yè)過程中，主要是借助串聯(lián)與減壓啟動的方式，確保煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行。如果煤礦開采過程中提升機(jī)自身性能無法滿足煤礦開采設(shè)備運(yùn)行要求的話，那么長期處在運(yùn)行狀態(tài)下的提升機(jī)就會出現(xiàn)斷裂的情況，影響煤礦開采作業(yè)的安全性。對此，煤礦企業(yè)應(yīng)該合理運(yùn)用變頻控制技術(shù)優(yōu)化和完善提升機(jī)運(yùn)行方式，在提升機(jī)啟動的初期，利用變頻控制技術(shù)對提升機(jī)進(jìn)行有效控制，從而達(dá)到提高提升機(jī)啟動穩(wěn)定性，降低提升機(jī)啟動與運(yùn)行能耗的目的。比如，傳統(tǒng)控制模式下的提升機(jī)在啟動和運(yùn)行過程中不僅產(chǎn)生了大量的電流，而且長期處在運(yùn)行狀態(tài)下的提升機(jī)產(chǎn)生的熱能，會導(dǎo)致皮帶因?yàn)槌霈F(xiàn)高熱的情況，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行能耗的增加。如果利用變頻控制技術(shù)對提升機(jī)啟動和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化和改善，降低了提升機(jī)啟動初期的運(yùn)行能耗和提升機(jī)運(yùn)行過程中的設(shè)備運(yùn)行溫度，減少了設(shè)備運(yùn)行的能源消耗量，為提升機(jī)創(chuàng)造了安全穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，提高了煤礦企業(yè)的設(shè)備節(jié)能效果。

3.2 在通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用與節(jié)能

通風(fēng)機(jī)是煤礦開采作業(yè)中不可或缺的重要設(shè)備之一，該設(shè)備運(yùn)行性能的高低對煤礦開采生產(chǎn)效率和質(zhì)量的高低有著決定性影響。我國煤炭開采技術(shù)迅速發(fā)展的過程中，煤礦企業(yè)對通風(fēng)機(jī)提出的要求也隨之進(jìn)一步提高，變頻控制技術(shù)在煤礦開采通風(fēng)機(jī)中的推廣和應(yīng)用，不但有效提升了通風(fēng)機(jī)風(fēng)力大小控制的效果，減少了通風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行的能耗，避免因?yàn)橥L(fēng)機(jī)長期處在超負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行發(fā)生故障，還減少了通風(fēng)機(jī)設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)的資金投入，延長了設(shè)備使用的壽命。

3.3 煤礦水泵中節(jié)能應(yīng)用

水泵是煤礦開采與生產(chǎn)中的重要生產(chǎn)設(shè)備。變頻控制技術(shù)在水泵中的應(yīng)用，不僅保證了水泵運(yùn)行狀態(tài)的安全性與穩(wěn)定性，而且通過對水泵運(yùn)行過程的合理控制，確保水泵始終處在平滑的運(yùn)行狀態(tài)，減少了水泵運(yùn)行對煤礦生產(chǎn)設(shè)備造成的沖擊，保證了煤礦開采作業(yè)人員的安全工作，提高了煤礦開采生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

3.4 變頻故障檢測技術(shù)

故障檢測是煤礦企業(yè)日常生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一，通過開展煤礦開采設(shè)備的故障檢測工作，不僅有助于操作人員及時發(fā)現(xiàn)和解決煤礦開采設(shè)備運(yùn)行過程中存在的問題，找出了導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障的原因，并以此為基礎(chǔ)制定了具有針對性的故障維修方案，避免因?yàn)槊旱V開采設(shè)備發(fā)生故障，影響煤礦開采工作的安全順利進(jìn)行[4]。變頻控制技術(shù)在煤礦故障檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要是通過自動整合煤礦開采設(shè)備的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)煤礦開采設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，提高了煤礦開采設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確性，為工作人員開展煤礦開采設(shè)備故障的維修工作提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，保證了煤礦開采設(shè)備運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。此外，煤礦開采工作人員通過變頻控制技術(shù)對煤礦開采設(shè)備實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)的全面分析，找出了優(yōu)化和完善煤礦開采設(shè)備運(yùn)行的策略，然后通過對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的整合與調(diào)整，促進(jìn)了煤礦開采生產(chǎn)效率的全面提升，為煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

3.5 作業(yè)面采煤機(jī)中節(jié)能應(yīng)用

采煤機(jī)是煤炭回采工作中最重要的核心設(shè)備之一，如果采煤機(jī)發(fā)生故障的話，不僅會影響到煤炭回采工作的順利進(jìn)行，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致采煤工作出現(xiàn)停滯的情況。借助變頻控制技術(shù)，煤礦企業(yè)可以最大限度的優(yōu)化和改善當(dāng)前煤炭回采工作中存在的問題，促進(jìn)了煤炭回采工作的效率。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，越來越多先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備在采煤機(jī)中的應(yīng)用，保證了采煤機(jī)始終處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，提高了煤炭回采工作的效率，為煤礦企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。此外，變頻控制技術(shù)在采煤機(jī)中的推廣和應(yīng)用，使得采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)更加的穩(wěn)定，促進(jìn)了煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提高。

3.6 井下電控系統(tǒng)中節(jié)能應(yīng)用

變頻調(diào)控技術(shù)在煤礦企業(yè)電控系統(tǒng)與保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要起到了改善和優(yōu)化輸入電源的方式，將電控系統(tǒng)與保護(hù)系統(tǒng)的電壓波動頻率控制在2.5%以內(nèi)，通過改變系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)載的方式，提高設(shè)備低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時的性能，確保系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到100%額定轉(zhuǎn)矩，避免因?yàn)樵O(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)欠壓、過壓等情況影響電控系統(tǒng)的節(jié)能效果。

3.7 井下變頻器泄露通信綜合系統(tǒng)

煤礦開采作業(yè)過程中，礦井下使用的變頻器泄漏通訊系統(tǒng)不僅具有綜合性較強(qiáng)的特點(diǎn)，而且變頻器泄漏通訊系統(tǒng)作為變頻器通訊傳輸方式的重要組成部分之一，主要是在煤礦開采生產(chǎn)過程中，通過設(shè)置內(nèi)部系統(tǒng)語言參數(shù)的方式，傳統(tǒng)煤礦開采生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)煤礦開采井下作業(yè)實(shí)時數(shù)據(jù)信息的整理和分析工作提供了準(zhǔn)確無誤的數(shù)據(jù)信息。此外，由于煤礦開采井下作業(yè)系統(tǒng)中的前端單元內(nèi)部存在著4條不同的泄漏電纜，為了保證泄漏電纜朝著不同的方向有效連接在一起，保證系統(tǒng)正常通信不受影響。煤礦企業(yè)應(yīng)該實(shí)時監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過程中，井下變頻器泄漏通訊系統(tǒng)信號傳輸、傳遞的狀態(tài)，以便于為系統(tǒng)的有效運(yùn)行提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

4 結(jié)語

總之，煤礦企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展為我國社會經(jīng)濟(jì)的快速增長注入了充足的動力，隨著社會各界對煤炭行業(yè)發(fā)展重視程度的日益提高。煤炭企業(yè)作為高能耗行業(yè)其在快速發(fā)展過程中消耗的能源，不但增加了我國自然資源的消耗量，而且對社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展造成了非常不利的影響。對此，煤礦開采企業(yè)應(yīng)該積極探索和研究變頻控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中應(yīng)用研究的力度，充分發(fā)揮變頻控制技術(shù)的優(yōu)勢，調(diào)節(jié)煤礦開采設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，才能在有效降低煤礦開采能源消耗量的前提下，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，為社會經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于立浩.煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020，14：72-73.

[2] 米小寶.煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能方法探討[J].石化技術(shù)，2019，26（09）：173，176.

[3] 仇劍博.煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能探討[J].石化技術(shù)，2019，26（08）：265，269.

[4] 閆軍.關(guān)于煤礦機(jī)電變頻控制技術(shù)與節(jié)能問題探討[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019，02：4.