煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用

王波

摘要：煤礦生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，情況相對復雜，日常工作量比較大。為保證煤礦生產(chǎn)效率與生產(chǎn)安全，往往會在生產(chǎn)過程中應大量機械設備作用，保證生產(chǎn)平穩(wěn)安全進行。但是，與發(fā)達國家的煤礦生產(chǎn)情況比較，我國煤礦機電設備還存在一定不足，無法同時兼顧生產(chǎn)安全穩(wěn)定運行、設備節(jié)能環(huán)保等要求。變頻節(jié)能技術近年來在煤礦機電設備中引入，可促使設備不斷優(yōu)化創(chuàng)新，促進設備性能優(yōu)化，提升機電設備的實際節(jié)能效果。

關鍵詞：煤礦生產(chǎn);機電設備;變頻節(jié)能技術

煤礦企業(yè)是能源企業(yè)，承擔著為有需求的領域源源不斷提供能源的責任。但在能源危機背景下，煤礦能源日益減少。在這一背景下，如何提升煤礦的開采效率，充分利用每一分煤炭資源，減少能源損耗，成為煤礦企業(yè)必須解決的重要問題。從煤礦企業(yè)實際發(fā)展情況可看出，變頻節(jié)能技術近年來在煤礦生產(chǎn)過程中廣泛應用，可有效提升煤礦生產(chǎn)效率，減少能源不必要損耗，提升能源利用有效率^[1]。本文主要闡述變頻節(jié)能技術在煤礦機電設備中的實際應用情況。

1.斗提機中變頻節(jié)能技術的應用

變頻節(jié)能技術在斗提機中應用過程中主要選用高壓變頻變速自動控制系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng)。首先，從斗提機的電子控制系統(tǒng)設計方案可發(fā)現(xiàn)，變頻節(jié)能技術主要在自動控制系統(tǒng)中應用，通過模塊串聯(lián)多脈沖信號動能回饋型四象限高壓變頻自動控制系統(tǒng)。其中高壓主電源電路、低壓控制回路中的通信利用光纖傳輸激光實現(xiàn)有效焊接，保證電防護特性的可依賴性與可信任性，還可有效提升系統(tǒng)的抗干擾性^[2]。其次，將PLC控制系統(tǒng)應用在斗提機的電氣設備自動控制過程中，可實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程均應用機械設備高速精準操作，還可提供動態(tài)性界面，方便操作人員動態(tài)監(jiān)控，結合監(jiān)控結果調節(jié)設備的實際運行速率，保證運行速率的適宜性與安全性。通過PLC控制系統(tǒng)還可進一步提高絞車系統(tǒng)的維護性能，促使絞車系統(tǒng)技術標準逐步提升至電磁兼容測試性標準。

2.采煤機中變頻節(jié)能技術的應用

隨著我國科學技術日益發(fā)展進步，采煤機相關功能日益增多，采煤機發(fā)生故障的幾率日益升高，對煤礦安全穩(wěn)定生產(chǎn)造成嚴重妨礙。在采煤機中引入變頻節(jié)能技術，無疑可有效改善采煤機故障問題。最初采煤機多通過液壓完成牽引工作，現(xiàn)今采煤機主要應用交流傳動技術與控制技術，聯(lián)合微電子技術以及變頻器應用，從而達到提升實際應用效率，拓寬應用范圍的目的。采煤機是煤礦機電設備中最常用的一種儀器，更是最主要應用儀器，具有較大的電能損耗量。采煤機由機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)等組成，應用變頻節(jié)能技術后，這些系統(tǒng)的實際耗能有效降低，可達到相應的節(jié)能目的。變頻節(jié)能技術還會結合采煤機實際組成，將其分別劃分為裝載系統(tǒng)、行走裝置、切割部位以及其他控制裝置等等。其中裝載系統(tǒng)應用期間需聯(lián)合采煤量調整設備的實際運行功能，促使裝載速度、采煤速度處于平衡狀態(tài)。行走裝置實際應用時會被采煤機作業(yè)牽引力影響，繼而導致偏差現(xiàn)象發(fā)生，對行走裝置進行 變頻調節(jié)頻率，可保證牽引力適宜，可促使行走裝置電能損耗降到最低。切割裝置實際應用時需根據(jù)不同工作面對運行功率進行動態(tài)調整，若是大工作面作業(yè)則需應用大功率，可促使采集煤礦迅速裝到裝載系統(tǒng)中。若是小工作面作業(yè)則需應用小功率，適當減少實際切割工作面，從而實現(xiàn)有效節(jié)能減排。

3.提升機中變頻節(jié)能技術的應用

提升機是煤礦機電設備中的重要組成部分，應用變頻節(jié)能技術可實現(xiàn)變頻調速控制。從提升機運行現(xiàn)狀著手，引入該技術后可對交-直-角變頻器及相關配套設備進行升級改造，從而達到提升設備技術科學性及先進性的目的。進行變頻調速控制升級后，提升機主要發(fā)生以下變化：變頻器母線工藝得到有效升級改造，所以應用時可選擇更先進、更科學的無感硫化疊層母線，可有效提升母線的實際應用壽命，還可對設備經(jīng)口PET絕緣紙以及設備銅排等多個部位進行整體預裝改造，實現(xiàn)硫化成型。充分應用無塵封裝技術，可有效減少變頻器已經(jīng)設備中的雜散電感，可提升變頻器功率、開關控制喲效率，繼而達到提升機有效把控煤礦的目的，讓主提升器能夠更穩(wěn)定、安全地運行;電容器升級改造主要應用直流側支撐電容方式，實際改造期間選擇EACO品牌電容器，無疑可提供更大電流、更大高紋波、更廣泛工作范圍，并且可以有效提升電容器的實際應用壽命，實現(xiàn)多位置布控安裝，有效降低電容器的維修、拆卸難度;實現(xiàn)變頻器的多重保護，在變頻器現(xiàn)有保護裝置上引入變頻節(jié)能技術，可設零序電壓保護、母線電壓傳感器保護與母線過壓保護等多個形式，可從不同角度不斷提升變頻器實際保護效果，避免變頻器發(fā)生損壞現(xiàn)象，達到有效降低主提升機故障發(fā)生率，促使主提升機始終穩(wěn)定安全生產(chǎn)的目的。

4.煤礦風機中變頻節(jié)能技術應用

正常情況下，煤礦風機的實際運行能耗比較大，這一現(xiàn)象會增加風機實際運行成本，升高煤礦實際開采總成本。積極應用變頻節(jié)能技術，無疑看有效降低風機實際能耗，可改善傳統(tǒng)風機的問題。煤礦多藏于地下，實際開采過程中必須做好通風工作，才能保障開采的安全性與有效性。通風過程中，風機位置會持續(xù)變化，而風機位置更換期間會導致磨損現(xiàn)象發(fā)生，且不同部位風機的頻率也存在差異，這一現(xiàn)象無疑會對煤礦風機正常運行造成不良影響。若能積極應用變頻節(jié)能技術，可優(yōu)化風機性能，改善風機應用中存在的問題，還可減少風機能耗，為煤礦正常生產(chǎn)提供更理想的環(huán)境。

結束語

應用變頻節(jié)能技術可不斷促進煤礦機電設備改進優(yōu)化，可有效減少設備實際能耗，可進一步提升設備的開采效率，并且可有效落實清潔開采，達到技能減排目的。因此，我國煤礦企業(yè)需及時認識到這一點，在煤礦機電設備中積極引入變頻節(jié)能技術，才能讓煤礦企業(yè)繼續(xù)生存，才能為社會提供更多煤炭資源。

參考文獻：

[1]趙長嶺，張玉昌，孫丙川.煤礦機電設備中變頻節(jié)能技術的應用[J].中國科技投資，2021（3）：135-136.

[2]陳飛舟，張銀學，李東，等.變頻節(jié)能技術在煤礦機電設備中的應用[J].內蒙古煤炭經(jīng)濟，2020（5）：188.