煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用

＊張立鵬

（山煤集團河曲舊縣露天煤業(yè)有限公司 山西 045000）

1.煤礦機電設備應用變頻技能技術的作用與現狀

(1)煤礦機電設備應用變頻節(jié)能技術的作用

煤礦電氣設備中頻率轉換技術的應用可以根據需要降低機電設備的功率使用量。實際應用中工作的基本原則是，在實踐中，可以通過交流周期改變直流模式的頻率，根據各種電器設備的工作內容和負荷進行調整。為了有效地處理環(huán)境問題，提出了可持續(xù)發(fā)展的概念。在煤炭開采過程中，各種機電設備耗電較多，通過變頻調速，可以有效降低電耗，降低企業(yè)的生產經營成本，這對煤炭企業(yè)的發(fā)展非常重要。

(2)煤礦機電設備變頻節(jié)能技術應用現狀

伴隨我國工業(yè)化的進步發(fā)展，對煤礦需求也隨之增多，煤礦在運行過程中，耗電量無疑是比較大的，節(jié)能技術已經應用到機電設備上，如采煤機械、電梯、風機等設備，據有關資料顯示，采用節(jié)能轉換技術后，煤礦電氣設備的使用功率顯著下降。但是，由于資金技術的限制，煤炭電力設備改造的節(jié)能技術還沒有引入。

2.煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用原理

目前，節(jié)能變頻技術已應用于我國礦山機電設備中，主要是煤機、提升機、皮帶等，用于改變設備的工作效率，以適應變頻方式的恒循環(huán)交流電，基于頻率調制模型導入了系統(tǒng)的智能電氣化，實現了智能的速度調整。頻率變換例如，機電設備可以在不運作的狀態(tài)下迅速地使其功率降至最小從而降低功耗。當設備處于滿負荷或長時間高峰運行時，設備能迅速將電能轉移到最大水平，以保證采煤工作不受影響和干擾，有效降低能耗。在機電設備中，合理利用節(jié)能轉換技術，實現設備智能化操作，大幅降低運營成本，降低操作人員的工作強度，提高了煤炭工作的綜合性。對我國煤炭工業(yè)的發(fā)展有重要意義。機電設備中采用節(jié)能變頻技術的變頻器組成如圖1所示。

圖1 變頻器組成結構

3.變頻節(jié)能技術在煤礦機電設備中的應用分析

為了將節(jié)能變頻技術靈活應用于煤炭機電設備中，有必要分析具體的問題。不同類型的機電設備采用不同的節(jié)能頻率轉換技術。

(1)變頻節(jié)能采煤機的整體應用

采煤機器是煤炭工作的核心?？傮w來說，煤炭機器有三個系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)。油壓機械系統(tǒng)和煤機改造節(jié)能技術主要針對這三個系統(tǒng)的優(yōu)化和調整來達到燃煤裝置節(jié)能的目的。在部件分類上，采煤機可分為截割部、裝載系統(tǒng)和行走裝置。在采掘斷面方面，不同類型礦井工作面對電源的要求也有很大的不同，因此，有必要根據具體情況對電源進行調整。一般來說，裝置具有足夠的牽引力時應盡量降低功耗，操作設備時，應控制好運行時間，因為采煤機不必滿負荷運行，如果不滿負荷運行，通過變頻技術優(yōu)化負載，更好地延長設備的使用壽命。

(2)變頻節(jié)能技術在風機設備中的應用分析

為了保證以有害氣體為主的礦井的采礦安全，必須不斷使用礦井通風機稀釋有害氣體。這些氣體對工人的人身安全有很大影響。而風機將對整個煤炭生產產生重大影響，它可以優(yōu)化礦井的空氣，保證煤礦工人的安全開采，井下空氣環(huán)境處于不斷變化的狀態(tài)，因此，在風機的應用中，為了更好地與設備配合，設備必須是多功能的。節(jié)能轉換技術適用于設備風機，可靈活優(yōu)化風機功能。為了更好地保證礦山的空氣質量，設備風機的壓力也會降低。器件磨損的可能性增加，但能量轉換技術的應用也增加。可有效降低風機應用中設備的磨損，使煤礦空氣質量達到標準要求的程度。此外，還可以將通風機設備和空氣質量檢查設備相結合，實時檢測礦井的空氣狀況，有效降低能源消耗。目前，節(jié)能轉換技術在通風設備中的應用更加成熟，已在全國大部分礦井應用。

(3)變頻節(jié)能技術在提升機中的應用

礦井開發(fā)過程中，提升機構的應用對保證采煤工作的順利進行，提高采煤的質量和效果有重要意義。同時，通常不是滿負荷運轉，而是在滿負荷和空車運轉之間交替運行。這種情況下，使用節(jié)能逆變器技術，可以使電源符合全/空電梯的不同動作條件。將該技術與智能操作平臺相結合，提供全負荷和空載不同的功率、效率和工作質量。降低料斗運轉時的能耗，節(jié)約能源。

(4)變頻技術在皮帶機中的應用

皮帶機是煤炭資源輸送的重要手段之一。它能連續(xù)地將礦井內的煤炭輸送到地面，但在設備運行過程中，皮帶機構的負荷不是恒定的，有的高，有的低，但隨著記錄負荷的變化，它們消耗的能源是相同的，不同于高負荷時，它們得到了充分的利用，廣泛應用于低負荷下。為了應對這一現象，最有效的措施是將頻率轉換技術和傳動帶結合起來，結合不同的運輸需求，優(yōu)化傳動帶的電力，也能有效地優(yōu)化流線的使用。

(5)變頻節(jié)能調節(jié)下的負載荷設備應用

在應用負荷頻率變換技術時，使流程適應風機和泵的頻率。在相關技術人員的領域里，有必要加強有關頻率轉換和速度調整的研究開發(fā)。本文介紹了在特殊采煤條件下頻率調制手段的開發(fā)和應用。必須將轉速風機的工作和整體性能的逐步改善和優(yōu)化相結合。在改造前，要深入了解風機的基本工作，調節(jié)壓力、風量等，改造后需要進行功率分析試驗。在水泵的控制下，設備需要結合生產工藝系統(tǒng)的實際控制組成來調整變頻調速和節(jié)能，在調整產品時需要提高調整的靈活性，為保證在節(jié)能泵的頻率可變節(jié)能技術支持下的靈活應用，符合實際需求，逐步縮短穩(wěn)定制動時間，調整外部制約，改變井內流體高度，壓縮機泵的最大空載時間還能有效降低泵運行所需的能耗，避免運行中不必要的設備損失，延長設備的使用壽命，提高機電設備的整體生產效率，帶動煤礦發(fā)展。

4.煤礦機電設備應用變頻節(jié)能技術的維護對策

隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，煤炭工業(yè)的節(jié)能技術不斷提高，許多煤炭機械和電氣設備集成在節(jié)能轉換技術，我們要充分發(fā)揮節(jié)能變頻技術的優(yōu)勢，為了最大限度地利用煤礦電氣設備，筆者認為設備的維護保養(yǎng)也需要改進，可以從以下幾個方面入手。

(1)完善煤礦機電設備維護管理制度

由于煤炭機電設備在復雜條件下運行時間較長，節(jié)能頻率轉換技術的應用在一定程度上減輕了高故障率這個問題，但是難以完全消除。因此，為了更有效地延長煤炭電氣設備的壽命，可以降低故障率，充實煤礦現有電氣設備的維護和運行系統(tǒng)，在具體的改善過程中，可以從如下入手。①需要進一步完善制度，確保設備管理有序進行。②技術研發(fā)負責機電設備的技術更新，為使變頻技術更有效地應用于機電設備，在日常檢查中，加強對各種電氣設備的監(jiān)督管理，及時發(fā)現設備問題和不足，采取措施優(yōu)化，確認電器設備運行中是否存在安全問題，頻率轉換器正常工作。及時消除頻率變換應用技術可能發(fā)生的緊急情況。避免設備運行時的影響和干擾。③機電設備操作人員需要不斷提高專業(yè)知識和技能，如果在機電設備中應用節(jié)能變頻技術，可能會出現故障，必須結合實際情況找出可能的解決方案和解決辦法，因此，機電設備的故障可以在第一時間修復，從而提高機電設備的穩(wěn)定性和可靠性。

(2)重視變頻節(jié)能技術與機電設備的更新

隨著科學技術的發(fā)展，節(jié)能轉換技術在煤炭企業(yè)的各種應用中也具有快速更新的性質。因此，為了使節(jié)能變頻技術在機械設備中得到更有效的利用，提高其工作質量，對于員工來說，應注意相關領域的技術更新，及時應用最先進的技術，將更好的頻率轉換節(jié)能技術應用于機電設備，優(yōu)化傳統(tǒng)設備應用中的缺陷和不足，提高設備的兼容性，使應用更加穩(wěn)定和高效，提高工作質量和效率。

5.結束語

綜上所述，現在我國對煤炭的需求量很大，很多行業(yè)的發(fā)展需要煤炭資源作為支持。煤炭資源的開采期間，需要機電設備，但在機電設備的開采過程中，其消耗量很大，這違背國家可持續(xù)經濟發(fā)展的理念，要有效解決這個問題，減少能源消耗，就要合理利用能源轉換和節(jié)能技術，使電器設備節(jié)能技術改造發(fā)揮作用，促進我國煤炭工業(yè)的發(fā)展。