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煤礦機(jī)電設(shè)備在變頻節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用

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煤礦機(jī)電設(shè)備在變頻節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用

【摘要】為進(jìn)一步提高煤礦生產(chǎn)的效率,保證煤礦生產(chǎn)安全,本文簡要介紹了變頻節(jié)能技術(shù),分析該項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用,包括在采煤機(jī)、風(fēng)機(jī)、帶式輸送機(jī)、提升機(jī)、主排水泵中的運(yùn)用,并對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)今后的發(fā)展情況進(jìn)行展望,通過合理應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù),極大改善了煤礦機(jī)電設(shè)備性能與功能,以期為相關(guān)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】變頻節(jié)能;煤礦機(jī)電設(shè)備;采煤機(jī);提升機(jī);

0引言

我國有著豐富的煤炭資源,煤炭在我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起到不可忽視的作用。與歐美國家相比,我國的煤炭開采技術(shù)還存在一定的不足,如能耗較高、安全性較差等,導(dǎo)致出現(xiàn)資源浪費(fèi)。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì),在煤炭開采中,提升機(jī)、通風(fēng)設(shè)備與運(yùn)輸設(shè)備等的耗電量占到總耗電量的60%,大部分電能并沒有得到運(yùn)用,而是被浪費(fèi)。因此,合理應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù),提高煤礦機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率,可以切實(shí)處理耗電問題,是節(jié)能環(huán)保不可或缺的手段。

1變頻節(jié)能技術(shù)介紹

隨著電子信息技術(shù)的持續(xù)更新,交流電力傳動(dòng)技術(shù)得到了長足的進(jìn)步。在機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù),不但可以有效發(fā)揮調(diào)速功能,提高設(shè)備的運(yùn)行效率,而且可以節(jié)約資源,降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用,延長其使用壽命。特別是在惡劣的工作環(huán)境中,該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將非常明顯。因此,必須掌握變頻節(jié)能技術(shù)的原理,了解其發(fā)展情況,才能更好地應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。

1.1變頻節(jié)能技術(shù)的基本原理

變頻節(jié)能技術(shù)是指通過調(diào)整交流電頻率,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的智能化管控。在煤礦機(jī)電設(shè)備中引入變頻節(jié)能技術(shù),可根據(jù)負(fù)載段的變化值,針對(duì)設(shè)備設(shè)置參數(shù)值,調(diào)整設(shè)備工作狀況,提升機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率。電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)公式如式(1)所示。n=50f/p。(1)其中:n———電機(jī)轉(zhuǎn)速;f———頻率;p———電機(jī)級(jí)數(shù)。由式(1)可知,在n恒定的情況下,改變頻率,則電機(jī)轉(zhuǎn)速隨之改變,在頻率改變范圍為0~50Hz時(shí),轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍較寬[1]。變頻節(jié)能技術(shù)根據(jù)此原理調(diào)整電源頻率,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速目標(biāo)。

1.2變頻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

隨著社會(huì)的發(fā)展,變頻節(jié)能技術(shù)被廣泛應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備,該技術(shù)的理論和運(yùn)用得到較大發(fā)展。變頻節(jié)能作為一項(xiàng)重要技術(shù)對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行優(yōu)化,一定程度上可以使電機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能工作,獲得了較好的節(jié)能成果。礦井下環(huán)境相對(duì)特殊,常常產(chǎn)生瓦斯及煤塵等物質(zhì),極大威脅著井下開采作業(yè)。隨著科技的進(jìn)步,變頻節(jié)能技術(shù)充分體現(xiàn)了它的節(jié)能及調(diào)速功能,被逐漸推廣在煤礦機(jī)電設(shè)備。變頻節(jié)能技術(shù)的推廣,顯著提高了機(jī)電設(shè)備的工作效率,完善了設(shè)備性能,降低了能耗,避免出現(xiàn)浪費(fèi)的情況,給企業(yè)帶來更多效益,提高了經(jīng)濟(jì)效益。

2常規(guī)式以及交流四象限變頻器的運(yùn)用

2.1常規(guī)式變頻器

從煤礦生產(chǎn)來看,常規(guī)式變頻器有著多種運(yùn)用方式,其不但能減少能源消耗,還可以提高設(shè)備自動(dòng)化及智能化水平,對(duì)機(jī)電設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程控制,保證機(jī)電設(shè)備靈活性。現(xiàn)階段,常規(guī)式變頻器開始朝著模塊化的方向發(fā)展,具有較突出的優(yōu)勢(shì)作用。就多功能變頻器來看,它的優(yōu)勢(shì)作用主要表現(xiàn)為以下3點(diǎn):①具有規(guī)范化參數(shù)結(jié)構(gòu)和調(diào)試軟件;②功能非常多樣;③通信接口屬于系統(tǒng)集成,安全性較高,運(yùn)用起來也非常便捷,相關(guān)的操作及控制十分靈活。根據(jù)以上功能得知,該類型的變頻節(jié)能技術(shù)能夠廣泛運(yùn)用于煤礦機(jī)電設(shè)備上,有著非常廣闊的發(fā)展空間,合理運(yùn)用該技術(shù)會(huì)獲得良好的成效。

2.2交流四象限變頻器的運(yùn)用

實(shí)際進(jìn)行煤炭采掘時(shí),如果采掘機(jī)械在大坡度工作面作業(yè),則要多次調(diào)速與起停電機(jī),因此,確保低碳技術(shù)變頻器可以進(jìn)行四象限運(yùn)轉(zhuǎn)尤為關(guān)鍵。四象限變頻器(圖1)的運(yùn)行原理為四象限變頻器可將整個(gè)電路內(nèi)部的整流橋轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹倏卣鳂?。若電機(jī)保持在電動(dòng)狀態(tài),那么四象限變頻器的運(yùn)行狀態(tài)和二象限變頻器一樣;若是保持在發(fā)電狀態(tài),那么將對(duì)四象限中的電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化進(jìn)而逐漸形成整流橋電路,而之前的整流橋電路也將開始變成逆變電路,根據(jù)它們之間的電流轉(zhuǎn)化,將進(jìn)一步推動(dòng)電量的回饋,有效提升機(jī)電設(shè)備的節(jié)能效率[2]。

3變頻節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在煤礦機(jī)電設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù),主要從以下5個(gè)方面進(jìn)行分析,探討該技術(shù)的具體應(yīng)用。

3.1在采煤機(jī)中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

采煤機(jī)(圖2)屬于一種規(guī)模較大的復(fù)雜系統(tǒng),是煤礦采掘機(jī)械化不可或缺的設(shè)備,發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。在大部分情況下,采煤機(jī)的運(yùn)行環(huán)境較為惡劣,加上系統(tǒng)的復(fù)雜性,所以完善該設(shè)備的性能顯得非常關(guān)鍵。進(jìn)行煤礦開采時(shí),若采煤機(jī)出現(xiàn)故障,將對(duì)采煤工作產(chǎn)生較大的影響,極易造成運(yùn)行中斷,從而導(dǎo)致企業(yè)遭受嚴(yán)重的損失。隨著科技的發(fā)展,采煤應(yīng)用越來越多的新技術(shù),內(nèi)部構(gòu)件越來越復(fù)雜,在一定程度上增加了設(shè)備的維修難度。變頻節(jié)能技術(shù)的誕生,使采煤機(jī)可以變頻調(diào)速運(yùn)行,在節(jié)省能源的同時(shí),也提高了作業(yè)效率,降低了設(shè)備發(fā)生故障的概率。

近年來,煤炭的產(chǎn)量呈現(xiàn)減小的趨勢(shì),一些煤礦公司損失較大,在這一背景下,唯有持續(xù)降低采煤過程花費(fèi)的成本,才能防止煤礦企業(yè)出現(xiàn)入不敷出的現(xiàn)象,煤礦企業(yè)應(yīng)積極創(chuàng)新,在采煤機(jī)中引入四象限變頻器,這樣可以增加生產(chǎn)效率,減少能源的運(yùn)用,降低開采過程中的成本費(fèi)用?,F(xiàn)階段,我國采煤機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)從原有的“一拖二”轉(zhuǎn)變成“一拖一”,同時(shí),在變頻調(diào)速采煤方面已走在世界的前列[3]。

3.2在風(fēng)機(jī)中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

從礦井生產(chǎn)周期來看,隨著礦井開采的持續(xù)進(jìn)行,礦井會(huì)越挖越深,想要確保煤礦生產(chǎn)安全,應(yīng)根據(jù)礦井生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)。我國大部分煤礦企業(yè),為確保煤礦通風(fēng)效果,提高生產(chǎn)安全性,在實(shí)際生產(chǎn)過程中往往會(huì)頻繁更換風(fēng)機(jī)。實(shí)際上,這種方式不但會(huì)增加成本負(fù)擔(dān),還可能造成風(fēng)機(jī)損壞。與此同時(shí),被換下的風(fēng)機(jī)會(huì)被閑置,導(dǎo)致設(shè)備利用率不高,浪費(fèi)資源。通過引入變頻節(jié)能技術(shù),將原有的電機(jī)調(diào)速和計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)融合在一起,使風(fēng)機(jī)也具備自動(dòng)調(diào)速功能,避免了資源浪費(fèi)現(xiàn)象,有利于提高節(jié)能成效。

3.3在帶式輸送機(jī)中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

帶式輸送機(jī)應(yīng)用摩擦力作為牽引力來對(duì)物料進(jìn)行運(yùn)輸。帶式輸送機(jī)包含著較多的部件,如機(jī)架、滾筒等,可以將煤炭運(yùn)到井外。如今,在很多礦井開采中所采取的帶式輸送機(jī)常常通過工頻拖動(dòng)手段達(dá)到軟啟動(dòng),這可能會(huì)導(dǎo)致皮帶老化,給正常運(yùn)輸帶來影響。在引入變頻節(jié)能技術(shù)之后,變頻器可以合理調(diào)整帶式輸送機(jī)的運(yùn)行功率,避免設(shè)備出現(xiàn)過熱現(xiàn)象,延長其使用壽命。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用,將帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)到經(jīng)濟(jì)狀態(tài),在負(fù)荷率不高的情況下,轉(zhuǎn)速變慢,設(shè)備磨損較輕,防止設(shè)備出現(xiàn)異常,另外,該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用于帶式輸送機(jī)可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),并且電流低于額定電流1.2倍,確保了電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí),變頻器可以發(fā)揮著保護(hù)效果,其中包括過流以及過壓等,切實(shí)保護(hù)電動(dòng)機(jī),節(jié)省了維修費(fèi)用,為企業(yè)創(chuàng)造更為圖1四象限變頻器低碳技術(shù)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。帶式輸送機(jī)如圖3所示。

3.4在提升機(jī)中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)提升機(jī)

(圖4)是通過改變勢(shì)能開展運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備。在煤礦生產(chǎn)中,該設(shè)備可以有效運(yùn)輸物料,在開采中發(fā)揮著較大的作用。在沒有引入變頻技術(shù)之前,提升機(jī)多采用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路接入電阻的方式,不僅存在安全隱患,還增加電能消耗。在引入變頻節(jié)能技術(shù)之后,提升機(jī)才真正具有調(diào)速功能,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化控制,協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài),切實(shí)管控了電路輸出和輸入接口,確保了提升機(jī)的正常輸送[4]。3.5在主排水泵中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)排水泵的作用旨在抽送液體,此過程中,將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成流體動(dòng)能。該設(shè)備除了可以實(shí)現(xiàn)液體運(yùn)輸,還可以起到增壓的作用,在給液、給水中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在運(yùn)用變頻技術(shù)之前,排水泵存在一定空轉(zhuǎn)時(shí)間,在來回啟停中,除了耗用很多電能,還會(huì)產(chǎn)生異常狀況,導(dǎo)致資源被浪費(fèi)。在引入變頻節(jié)能之后,切實(shí)提升了運(yùn)轉(zhuǎn)效率,降低了設(shè)備出現(xiàn)異常的概率,極大減少電能消耗,并更便于進(jìn)行操作,也充分把控了啟停減速效果。

4變頻節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用展望

現(xiàn)階段,變頻節(jié)能技術(shù)被廣泛運(yùn)用于煤礦行業(yè)中,起到重要的促進(jìn)作用。這些年,我國經(jīng)濟(jì)獲得了較大的進(jìn)步,通過變頻節(jié)能技術(shù)來提升煤礦領(lǐng)域的節(jié)能水平屬于必然的發(fā)展方向。如今,國內(nèi)還有不少的礦山要進(jìn)行開采,在實(shí)際開采期間需借助到多樣化的機(jī)電設(shè)備。這表明要發(fā)展和其契合的變頻節(jié)能技術(shù),在更大的范圍充分體現(xiàn)節(jié)能技術(shù)的效果。而在優(yōu)化改造設(shè)備期間會(huì)利用到很多的變頻器,將對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮巨大的促進(jìn)作用。目前在煤炭開采方面,電子技術(shù)已獲得了大力普及,從煤礦機(jī)電設(shè)備來看,變頻節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用將有著廣闊的發(fā)展前景[5]。

5結(jié)語

現(xiàn)階段,煤炭產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)變大,機(jī)電設(shè)備科技含量的增加顯得尤為關(guān)鍵。變頻節(jié)能技術(shù)的引入除了給予設(shè)備較佳的節(jié)能效果,也使其具有了調(diào)節(jié)功能,提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率。本文對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)實(shí)際情況及性能開展了分析,對(duì)各種類型變頻器的運(yùn)用開展了討論,還對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用展開分析,同時(shí)還進(jìn)一步探討了變頻技術(shù)的發(fā)展前景,以期促進(jìn)我國煤炭行業(yè)健康發(fā)展提供重要參考。

參考文獻(xiàn)

[1]王宇偉.探討我國煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].礦業(yè)裝備,2021(5):280-281.

[2]張立鵬.煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].當(dāng)代化工研究,2021(18):141-142.

[3]馬勇輝.煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究[J].礦業(yè)裝備,2021(4):118-119.

[4]周志剛.煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].當(dāng)代化工研究,2021(13):143-144.

[5]張克亮.煤礦機(jī)電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析[J].冶金與材料,2021(3):100-101.

作者:方勇 單位:煤新集阜陽礦業(yè)口孜東煤礦綜采隊(duì)