煤礦設(shè)備節(jié)能改造的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

煤礦設(shè)備節(jié)能改造的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為提升煤礦設(shè)備節(jié)能效果，也開(kāi)始積極推廣變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用。在煤炭開(kāi)采作業(yè)時(shí)，將變頻節(jié)能技術(shù)運(yùn)用在煤礦機(jī)電設(shè)備內(nèi)，可以有效提升機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行，消除設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的一些安全隱患，使設(shè)備操作流程更加順暢，降低能源耗損，使企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)企業(yè)朝著可持續(xù)方向發(fā)展。本文則對(duì)煤礦設(shè)備節(jié)能改造中的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：煤礦設(shè)備;節(jié)能改造;變頻調(diào)速技術(shù)

煤礦產(chǎn)業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著煤礦行業(yè)中大量機(jī)械設(shè)備的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了煤礦產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化發(fā)展，也提升了社會(huì)生產(chǎn)力，尤為重要的一點(diǎn)即為顯著提升了煤礦開(kāi)采效率。然而基于能源消耗視域分析，傳統(tǒng)煤礦作業(yè)中存在有較大的能源消耗，因此在當(dāng)前環(huán)境下實(shí)現(xiàn)煤礦設(shè)備的節(jié)能改造則成為重點(diǎn)。其中變頻調(diào)速技術(shù)是在電力半導(dǎo)體器件通斷作用的應(yīng)用下，將電壓和頻率固定不變的工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯蝾l率能夠發(fā)生變化的交流電電能控制裝置。其中在煤礦設(shè)備節(jié)能改造中，有效應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，則有助于結(jié)合實(shí)際作業(yè)需求實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的有效調(diào)控，從而顯著減低電能消耗，實(shí)現(xiàn)煤礦設(shè)備的節(jié)能目的。其中在煤礦設(shè)備節(jié)能改造中，變頻調(diào)試技術(shù)主要是應(yīng)用在以下幾方面：

一、在礦井提升絞車(chē)節(jié)能改造中的應(yīng)用

在煤礦開(kāi)采中，提升絞車(chē)是一個(gè)重要的運(yùn)輸工具，不但可以提煤，同時(shí)也能夠運(yùn)料送人，因此在煤礦生產(chǎn)中具有重要作用，但是在運(yùn)行過(guò)程中提升絞車(chē)的用電量較大，在當(dāng)前運(yùn)行中通常采用的是傳統(tǒng)繞線(xiàn)式異步式電動(dòng)機(jī)，調(diào)速方式采用的是轉(zhuǎn)子串電阻，這一調(diào)速方式在應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)有級(jí)調(diào)速，換擋情況下容易出現(xiàn)比較強(qiáng)烈的啟動(dòng)電流以及換擋電流，從而對(duì)于電動(dòng)機(jī)容易出現(xiàn)較大沖擊。傳統(tǒng)調(diào)速方式在應(yīng)用中對(duì)于電機(jī)也具有較大影響，降低電機(jī)的使用壽命，同時(shí)也提升了電機(jī)的故障發(fā)生率，同時(shí)存在有低速轉(zhuǎn)矩較小以及交叉功率比較大問(wèn)題。如果是在中高速運(yùn)行狀態(tài)下，容易出現(xiàn)比較強(qiáng)烈的震動(dòng)，安全系數(shù)不高。如果是在下放階段，此過(guò)程中產(chǎn)生的能量無(wú)法再次回到電網(wǎng)中，相對(duì)來(lái)講串聯(lián)電阻的電量消耗也較大，存在較大的電能資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)調(diào)速方式也存在較大的故障發(fā)生率，閘皮損耗較大，同時(shí)電阻使用壽命也偏短，必須要經(jīng)常性實(shí)施維護(hù)，提升了維修成本。提升絞車(chē)傳統(tǒng)調(diào)速方式應(yīng)用中，存在較多的缺點(diǎn)，因此在此情況下也就需要實(shí)現(xiàn)提升絞車(chē)的節(jié)能改造，其中變頻調(diào)速技術(shù)屬于是較為成熟的控制方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)當(dāng)前提升絞車(chē)中問(wèn)題的有效解決。

其中在提升絞車(chē)改造中，采用的是型號(hào)為JTP-1.6的提升機(jī)，型號(hào)為JR126-6的電動(dòng)機(jī)，額定功率160kW，定子電壓為380V，同時(shí)選用的是普通控制柜，啟動(dòng)狀態(tài)下有電阻的存在。針對(duì)這一1.6m絞車(chē)控制系統(tǒng)，選用BPDK-TS四象限變頻調(diào)速柜實(shí)施節(jié)能改造，其中通過(guò)節(jié)能改造后煤礦提升絞車(chē)的年節(jié)電量約為15%，顯著降低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

二、在降低啟動(dòng)能耗中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采中，通常是采用硬啟動(dòng)方式實(shí)施電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，從而影響到了作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。另外電力系統(tǒng)如果存在有較大的電力需求量，那么也就會(huì)在啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)發(fā)生擋板或閥門(mén)損壞，主要原因也就是受到強(qiáng)大電流和振動(dòng)的影響，同時(shí)也可能會(huì)對(duì)其他相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用造成影響。變頻調(diào)試技術(shù)在降低啟動(dòng)能耗中的應(yīng)用，針對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流采用變頻器實(shí)施控制，啟動(dòng)電流可以實(shí)現(xiàn)從零的開(kāi)始，從而顯著減少了電能消耗量，也可以提升啟動(dòng)電流控制有效性，最大化減少?gòu)?qiáng)大電流所致的沖擊作用，減少對(duì)其他設(shè)備的損害。

三、在電能分配中的應(yīng)用

變頻調(diào)速技術(shù)在應(yīng)用中，主要是實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，從而促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)節(jié)能改造的發(fā)展，那么也就可以將其應(yīng)用在煤礦作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電能分配中。比如在某電力工程準(zhǔn)備階段，因?yàn)楣╇娤到y(tǒng)和配電系統(tǒng)較為復(fù)雜，存在有較大操作難度，如果單純依靠人工操作，相對(duì)來(lái)講作業(yè)質(zhì)量和效率偏低。變頻調(diào)試技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)σ陨蠁?wèn)題起到顯著改善作用，從而有效操控供電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)，為其開(kāi)采工作提供科學(xué)指導(dǎo)，提升開(kāi)采效率和質(zhì)量。

四、在通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用與節(jié)能

在煤礦作業(yè)時(shí)通風(fēng)機(jī)確保了作業(yè)的安全和質(zhì)量。傳統(tǒng)通風(fēng)機(jī)電設(shè)備調(diào)風(fēng)能力弱，耗能高對(duì)深井作業(yè)存在一定弊端。變頻控制技術(shù)可根據(jù)礦井的深度調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，降低能耗的同時(shí)也提升了作業(yè)人員的舒適度。隨著開(kāi)挖深度的增加，送風(fēng)壓力逐漸增大，通風(fēng)機(jī)的功率隨之增大。變頻技術(shù)可使通風(fēng)機(jī)的功率在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大，滿(mǎn)足基本的開(kāi)挖要求。實(shí)際工作中，變頻技術(shù)要根據(jù)施工條件調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，并根據(jù)煤礦開(kāi)采巷道的變化調(diào)節(jié)風(fēng)速，以實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置。此外，變頻控制技術(shù)可達(dá)到變頻軟啟動(dòng)的效果，有效降低或者避免電流過(guò)大對(duì)電網(wǎng)造成的不良影響。變頻技術(shù)的應(yīng)用避免了通風(fēng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，增加了通風(fēng)機(jī)的使用壽命，降低了維護(hù)成本，提升了工作效率。

結(jié)語(yǔ)

綜上，變頻調(diào)節(jié)技術(shù)在應(yīng)用中的本質(zhì)也就是實(shí)現(xiàn)節(jié)能，變頻調(diào)節(jié)技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，能夠有效實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的節(jié)能化操作?；谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，也就可以有效實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，將生產(chǎn)方案融入到計(jì)算機(jī)端口，同時(shí)和使用者的思想相結(jié)合，也就能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)工作情節(jié)的