鞠志勇

[摘 要]為了尋求有力的競爭優(yōu)勢，降低能耗、提高運作效率，響應(yīng)低碳環(huán)保號召，在煤礦機電設(shè)備中引用變頻節(jié)能技術(shù)成為越來越多煤炭企業(yè)的選擇。因而探索變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用情況具有重要的現(xiàn)實意義。

[關(guān)鍵詞]煤礦；機電設(shè)備；變頻技術(shù)

中圖分類號：TD63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0380-01

引言

煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)乎國計民生，隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，國家對于節(jié)能減排投入大量的財力、物力、人力，人們對于生存環(huán)境的要求進一步嚴(yán)格，第二產(chǎn)業(yè)面臨著重要的歷史性轉(zhuǎn)折，以煤礦為代表的相關(guān)產(chǎn)業(yè)逐漸向高效、低能、無污染方向發(fā)展。變頻技術(shù)應(yīng)運而生，人們對于變頻技術(shù)的了解局限于小家電中，煤礦機電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用是煤礦產(chǎn)業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

一、變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點

1）具有良好的調(diào)速功能，可靠性，高效率，高功率因數(shù)。這些都是其他裝置所不具有的。在一定時間內(nèi)，變頻調(diào)速器的原理就是根據(jù)其內(nèi)的矢量控制模式，與電機的靜、動態(tài)實際參數(shù)和電機的實際負(fù)荷相結(jié)合，以在動電流小于額定電流的前提下，用矢量方式來加大其啟動力矩，使得電機的頻率逐漸增大，由零增加到正常頻率，最后對其進行控制。對電機的控制主要是根據(jù)電機負(fù)荷的變化和實際工藝參數(shù)的變化，相應(yīng)調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，以此來達到電機運行的穩(wěn)定性。這樣處理，降低了電機的損耗，還能夠使得調(diào)速系統(tǒng)自動補償，電機的無功功率提高了電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功率因素，減少了無功損耗，使效率提高。

2）具有測控方便，保護齊全，開環(huán)閉環(huán)都可以自動制動的特點，是實現(xiàn)自動化的最重要性能。

3）具有節(jié)約電能，改善工藝流程，最終提高產(chǎn)品質(zhì)量的性能，使得電機所需要的物料的流量、壓力，能達到最佳參數(shù)。這樣，不僅減少不必要的浪費，而且調(diào)速過程本身消耗很小，無噪聲。與傳統(tǒng)調(diào)速的相比，省去了穩(wěn)定速度設(shè)備和反饋控制設(shè)備。

二、煤礦機電設(shè)備中變頻技術(shù)的應(yīng)用

1、變頻技術(shù)在空壓機中的應(yīng)用

變頻技術(shù)在空壓機中的應(yīng)用主要有兩個方面，一個是空壓機的啟動，另一個是壓風(fēng)系統(tǒng)的控制，我們來分別了解一下這兩方面。

（1）空壓機的啟動

以往的空壓機啟動中，多采用直接啟動的方式，或者是用轉(zhuǎn)子串電阻啟動的方法，這兩種啟動方法存在著一定的缺陷，使空壓機啟動時產(chǎn)生大電流，對機電設(shè)備造成了一定的損害，降低了設(shè)備的利用率。將變頻技術(shù)利用到設(shè)備的啟動上，就會減少啟動時對設(shè)備的損害，從而延長了設(shè)備壽命；

（2）壓風(fēng)系統(tǒng)的控制

在壓風(fēng)系統(tǒng)中，以往采用的是開環(huán)控制方式，利用調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)整個系統(tǒng)，這個過程當(dāng)中會重復(fù)地啟動相關(guān)設(shè)備，使得風(fēng)力會產(chǎn)生變化，不利于保持設(shè)備的恒壓，這樣對機電設(shè)備本身造成了一定的損害，同時也增添了維修費用。將變頻技術(shù)利用到設(shè)備改造中，就會改變這種狀況，變頻設(shè)備有兩種控制方式：一種是壓力閉環(huán)控制，利用這種方式進行系統(tǒng)控制時，壓力變送器能夠及時對設(shè)備壓力進行檢測，然后與規(guī)定值比較，再利用兩者的差值進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，這樣就保證了設(shè)備的恒壓狀態(tài)；另一種是手動調(diào)節(jié)的方式，在電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方面，變頻器也可以運用電位器來手動調(diào)節(jié)的，這種方式一般用在壓力變送器出現(xiàn)故障的時候。為了方便操作，在變頻器控制柜上設(shè)置了復(fù)位按鈕，一旦變頻器發(fā)生故障，就可以利用復(fù)位按鈕來進行修復(fù)。無論是利用壓力閉環(huán)控制還是手動調(diào)節(jié)的方式都能夠提高設(shè)備的利用率，減少了設(shè)備的維修量，對空壓機設(shè)備具有重要意義。

2、變頻技術(shù)在空壓機中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的煤礦機電設(shè)備中空壓機的運行方式存在一定的問題，使用直接啟動或者用轉(zhuǎn)子串電阻起動的方式時，初始電流大，頻率不穩(wěn)定，波動幅度大，對電網(wǎng)和機械設(shè)備造成的沖擊和損耗非常強烈，極大地縮短空壓機機電設(shè)備的使用壽命。傳統(tǒng)的壓風(fēng)系統(tǒng)采用的是開環(huán)控制的方式，頻繁地起動設(shè)備和電動機，這種方式不能提供恒壓供風(fēng)，而且設(shè)備損耗也大幅度增強。變頻技術(shù)在空壓機的應(yīng)用中，可以提供壓力閉環(huán)控制及開環(huán)控制手動調(diào)節(jié)兩種控制方式的選擇，設(shè)備運轉(zhuǎn)時，通過壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以自主根據(jù)差值調(diào)節(jié)空壓機轉(zhuǎn)速，工作人員可以便利地在變頻器控制柜上保持空壓機的供風(fēng)壓力恒定為設(shè)定值。變頻技術(shù)將對空壓機的工作頻率做出最為及時和準(zhǔn)確的監(jiān)控，當(dāng)空壓機的壓力、溫度等參數(shù)超過高限值或出現(xiàn)斷水信號時，變頻運行將自動地停在空壓機設(shè)備中，使用變頻技術(shù)可以及時有效地掌握空壓設(shè)備的具體運轉(zhuǎn)狀態(tài)，配以先機的預(yù)警裝置，既可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，同時可以保證機械設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性。

3、變頻技術(shù)在皮帶機中的應(yīng)用

煤炭企業(yè)還要使用大功率的皮帶機來完成礦料運輸工作，必須要依靠電機帶動皮帶轉(zhuǎn)動，因此煤炭企業(yè)要使用足夠大的電流來啟動電機，帶動皮帶運轉(zhuǎn)。由于傳統(tǒng)的液力藕合器會使電路電壓發(fā)生較大變化，因此大大降低皮帶使用年限，同時使用液力藕合器還會產(chǎn)生大量熱量，加速了皮帶老化速度。為了延長皮帶使用壽命，技術(shù)人員可將變頻技術(shù)應(yīng)用于皮帶機中，以此實現(xiàn)皮帶機的軟啟動，進而確保皮帶機平穩(wěn)運行，降低電能消耗。通過調(diào)查可知，將變頻技術(shù)應(yīng)用于皮帶機中后，藕合器能量和能源的利用效率大大提高。另外，設(shè)備維修費用大大降低，使煤炭企業(yè)獲得較多的經(jīng)濟效益。

4、變頻技術(shù)在水泵中的應(yīng)用

水泵將機械能裝換為液體能量，以抽送液體為目的。水泵不僅可以用來輸送液體，而且能夠?qū)崿F(xiàn)液體增壓，它在礦區(qū)給水、給液中發(fā)揮著重要作用。在以往的工作中，泵空轉(zhuǎn)時間相對較長，在頻繁的起停工作中容易發(fā)生故障，同時也耗費了大量的電能。將變頻技術(shù)運用到泵中可以有效的提高設(shè)備運行率，減少設(shè)備故障的發(fā)生，同時能夠起到很好的節(jié)能效果，操作起來也非常簡單。其中中國礦業(yè)大學(xué)設(shè)計出了一套煤礦井下排水泵站的監(jiān)控系統(tǒng)，這在提高水泵性能方面有很好的效果。將變頻器利用到水泵中，可以給水泵的起停減速，使井下液位達到恒定，減少了泵的空轉(zhuǎn)時間，起到了很好的節(jié)能效果。

5、在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用

變頻節(jié)能技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在風(fēng)機和泵所采用的變頻調(diào)速。在風(fēng)機中變頻調(diào)速的應(yīng)用越來越多，同時出現(xiàn)了為煤礦特殊環(huán)境專門設(shè)計的變頻調(diào)速裝置。改造后的風(fēng)機，實際轉(zhuǎn)速較改進前最低轉(zhuǎn)速卜降了很多。電機實際輸出功率為改進前前導(dǎo)器半關(guān)閉時的1/3風(fēng)量和風(fēng)壓，更加適合礦井特性，每年可節(jié)約大量的電費。而變頻調(diào)速在礦區(qū)給水、給液用泵中應(yīng)用靈活，明顯降低了設(shè)備的機械沖擊，增加了工藝系統(tǒng)控制的靈活性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量?？梢造`活的控制抽水泵的平滑起停、適時加減速，保證了井下液位的恒定，降低了水泵空轉(zhuǎn)時問和頻繁起停帶來的大量能耗，機械設(shè)備的損耗也相應(yīng)降低，保證了生產(chǎn)的安全高效運行。

結(jié)語

要想實現(xiàn)煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就要積極采取對策預(yù)防煤礦機電事故發(fā)生。因此，通過增強員工安全意識、合理使用機電設(shè)備、加強機電部門管理、提升工作人員素質(zhì)，最終能切實有效地預(yù)防機電事故的發(fā)生，促進煤礦可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)今時代，技術(shù)是決定一個企業(yè)發(fā)展速度的重要因素，對于煤炭企業(yè)來說，應(yīng)切實將變頻技術(shù)合理應(yīng)用于煤礦機電設(shè)備中，以此提高煤礦機電設(shè)備運行精度，簡化煤礦機電設(shè)備操作步驟，降低煤炭企業(yè)能源消耗，延長煤礦機電設(shè)備使用壽命，從而讓煤炭企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

參考文獻

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