陳耀津

（開灤唐山礦業(yè)分公司開拓區(qū)，河北 唐山 063000）

空壓機變頻改造技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

陳耀津

（開灤唐山礦業(yè)分公司開拓區(qū)，河北 唐山 063000）

煤炭目前在我國現(xiàn)階段來說是一種主要的能源資源，隨著現(xiàn)在工業(yè)的大力發(fā)展，它在經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。但是在現(xiàn)在的煤炭企業(yè)中現(xiàn)代化設(shè)備的不斷更新投入，其電能消耗則成為了企業(yè)最為關(guān)注的重點。因此，節(jié)能減排就成了煤炭企業(yè)乃至整個行業(yè)中首要考慮的問題：它要降低自身生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文結(jié)合我礦特點，分析了空壓機變頻改造技術(shù)在煤礦中的節(jié)能應(yīng)用，最后得出結(jié)論。供企業(yè)實際生產(chǎn)參考。

變頻調(diào)速；節(jié)能措施；空壓機；煤礦企業(yè)

現(xiàn)在的煤炭企業(yè)礦井中的生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)比較多，它的用電量也是在整個礦井系統(tǒng)設(shè)備中遙遙領(lǐng)先的，據(jù)不完全統(tǒng)計占到了企業(yè)用電量的80%左右，這些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生主要來自于空壓機、礦井提升機、采掘等動力負荷變化較大的機電設(shè)備，它在啟動、加減速和制動等方面浪費的資源比較大?；诖?，結(jié)合電子技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，像一些變頻節(jié)能技術(shù)在礦山、機械、電力方面得到了廣泛重視，在能源緊缺的大環(huán)境下得到了推廣應(yīng)用，深受企業(yè)的歡迎。

一、 變頻節(jié)能技術(shù)在我礦應(yīng)用成效綜述

以下以我礦為例，介紹變頻節(jié)能技術(shù)在我礦使用得到的成效：我礦在井下共有7002、7042、南五三個空壓機房，分布在11、12、14三個水平，為11、12、13、14水平的開拓、掘進、綜采工作面生產(chǎn)和事故應(yīng)急用風(fēng)?，F(xiàn)將7002、7042、南五三個空壓機房空氣壓縮機基本情況見表1和表2。

（一）改造前在用活塞式空壓機系統(tǒng)工況分析

主要存在的問題。首先是運行狀態(tài)不平穩(wěn)。在改造之前一般地會存在運行狀態(tài)不平穩(wěn)的現(xiàn)象。主要問題出現(xiàn)在以50Hz狀態(tài)運行。一方面是如果空壓機氣缸內(nèi)的壓力達到了我們設(shè)定的0.8MPa數(shù)值時，這個時候空壓機就會自動關(guān)閉進氣閥，主要是通過油壓來進一步關(guān)閉。另一個方面的問題是如果壓力下降到我們設(shè)定的0.6MPa 下限數(shù)值時候，此時，空壓機就會打開進氣閥。所以生產(chǎn)的工作狀況實際決定了用氣量會時常變化，這樣就導(dǎo)致了空壓機經(jīng)常在半載或輕載下運行。其次是損失電能現(xiàn)象較多。主要體現(xiàn)在如果不能排除滿負荷狀態(tài)下長時間運行的這種可能性，就得靠最大供風(fēng)量來決定電機容量，這個時候設(shè)計冗余量一般都是偏大的。在運行中，輕載運行時間所占的比例是很高的。同時，主電機時?？蛰d運行，屬非經(jīng)濟運行，電能浪費嚴重。

表1 原來泵房風(fēng)泵情況

表2 現(xiàn)在泵房風(fēng)泵情況

圖1

（二） 空壓機變頻節(jié)能原理

空壓機變頻節(jié)能原理如圖1所示。它主要是通過改變電動機電源頻率來實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，最終起到高效率、高性能的節(jié)能目的。但是需要注意的是，在實際的應(yīng)用中只要改變頻率f，就可以改變電動機的轉(zhuǎn)速。

（三）空壓機變頻改造方式設(shè)計

我礦現(xiàn)有7002泵房它采用的是660V供電電壓等級的MLG-30.4/8-185G型雙螺桿式空壓機三臺，配套ACS800變頻柜三臺，接線柜三臺和PLC集控柜一臺，更新?lián)Q代5臺活塞式4L-20/8型空氣壓縮機（380V供電電壓等級）。鑒于節(jié)能技術(shù)的需要我們對其進行技術(shù)改造。

1 控制方式。如圖2所示，一臺變頻器控制著一臺空壓機。然后再通過三個壓力變送器等實現(xiàn)著三臺空壓機聯(lián)控變頻調(diào)速運轉(zhuǎn)，并保持壓力的恒定，以達到節(jié)能的目的。

2 控制系統(tǒng)組成。從圖2中我們可以看出，PLC集控柜、變頻器、壓力變送器等組成了壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中PLC集控柜控制著變頻器，并調(diào)整變頻器的輸出頻率控制電機轉(zhuǎn)速。

圖2 7002壓風(fēng)機泵房空壓機變頻控制系統(tǒng)原理圖

（四）通過使用變頻技術(shù)改造后的供電系統(tǒng)帶來好處

1 節(jié)約了電費收益：改造后每月可節(jié)省電量267.2（kWh）。

2 實現(xiàn)了品質(zhì)的提升。這方面主要體現(xiàn)在恒壓供風(fēng)上，它的工作原理主要實現(xiàn)了變送器和集控柜一拖三型式控制，保障了空壓機在設(shè)定的壓力值上正常持續(xù)工作。

3 完善了保護功能：通過上面的分析及實際使用情況來看，變頻技術(shù)較改造之前在超壓保護、油細分離器阻塞保護、油過濾器阻塞保護等功能方面得到了完善。

結(jié)語

經(jīng)過上面的闡述分析，總結(jié)得到了我礦在具體使用變頻技術(shù)改造后的節(jié)電實際效果，一方面提高了系統(tǒng)設(shè)備的效率，滿足了實際的生產(chǎn)需求；另一方面在設(shè)備的維修費用上也節(jié)約了維修費用，更進一步的減少了設(shè)備的維護費用。但是隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技技術(shù)的不斷更新使用，在一些的礦產(chǎn)企業(yè)中也要不斷地積極推廣使用先進的空調(diào)變頻技術(shù)，這樣才能逐步滿足企業(yè)的生產(chǎn)需要，提高生產(chǎn)效率，真正意義上的做到節(jié)能環(huán)保。

[1]李良仁.變頻調(diào)速技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2]王占奎.變頻調(diào)速應(yīng)用百例[M].北京：科學(xué)出版社，1999.

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