空壓機節能技術范文

導語：如何才能寫好一篇空壓機節能技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：空壓機；節能技術；變頻

1引言

二十一世紀以來，隨著我國經濟社會的迅速發展，在推動人類社會進步的同時，卻也帶來了嚴重的資源浪費和環境污染問題。近年來隨著節能減排的不斷深化，節能技術開始得到人們的重視，并在生產生活的諸多領域得到了廣泛的應用。空壓機作為煤炭、鋼鐵等行業工業生產中的重要設備，其能耗較高且運行效率較低，已經成為生產過程中能源損耗的重要環節。本文主要針對空壓機的節能技術進行了分析與闡述，通過節能技術的應用，不僅能夠減少空壓機的能耗，還能提高其使用壽命，降低生產成本。

2空壓機運行存在的問題

空壓機是一種利用電動機在壓縮腔內對氣體進行壓縮，使之具有一定壓力的設備，一般在工業生產中責為其他氣動設備提供動力來源，在煤炭、紡織、鋼鐵、化工等諸多領域都有著廣泛的應用。空壓機主要包括電動機、傳動裝置以及控制系統等幾大部分組成，其耗電量較為嚴重。據統計我國大型工業設備的用電量占整個社會用電量的60%以上，而大型工業設備用電量中空壓機用電量約占15%左右，其能耗在我國社會用電量中占據著重要的地位。另外有調查顯示，空氣機在5年的運行成本中，設備成本僅占總成本的12%左右，運行成本則占80%左右，可見降低空壓機能耗對降低空壓機運行成本有著重要的意義。空壓機系統市場規模如下圖所示，通過圖中可以看出，空壓機節能市場近年來始終保持較快的增長勢頭，發展潛力十分巨大。

經過長期生產實踐的不斷完善，空壓機在機械原理等方面已經十分成熟，但隨著人們對節能減排重視程度的不斷提高，空壓機在節能方面仍存在諸多問題。一般來說在工業生產中，生產過程中的用氣量與用氣壓力等指標通常是不斷變化的，這就要求空壓機的運行狀態不斷隨負荷要求發生變化。空壓機的控制技術已經成為影響空壓機效率和性能的重要因素，同時也是保證空壓機安全穩定運行的重要保證，傳統的控制方式包括以下兩種。

2.1電氣聯鎖控制技術

電氣連鎖控制就是通過對空壓機管網壓力的監控而實現的控制技術，當空壓機產生的氣量氣壓超過負荷需求時，管網的壓力將上升，當壓力值超過某一設定閾值時聯鎖信號控制空壓機停機，從而降低管網的壓力，當管網的壓力下降到小于某一設定閾值時聯鎖信號將控制空壓機再次開機。這種電氣聯鎖的控制方式在負荷頻繁變化且儲氣罐容量較小時，將導致空壓機頻繁的開停機，開停機時產生的沖擊不僅對電力系統的穩定性造成了較大的影響，造成了較大的功率損耗，還對空壓機造成了較大的損害，大大縮短了空壓機的使用壽命。

2.2自動加卸載控制技術

自動加卸載控制是一種通過空壓機電動機的加卸載而實現的控制方式，當管網壓力超過某一設定的閾值時，控制調節空壓機的進口導葉，通過導葉的減小實現空壓機輸出氣量氣壓的減小；當導葉減小到最小狀態且管網壓力達到卸載壓力閾值時，控制空壓機電動機卸載，與壓縮機脫離，此時電動機保持空載狀態，空壓機不再產生壓縮空氣，管網壓力得以減小。當管網壓力逐步降到加載壓力閾值時，控制空壓機電動機加載，與壓縮機自動對接，并逐步打開導葉，滿足符合的用氣需求。與電氣聯鎖控制方式相比，自動加卸載控制作為一種有級的控制方式，控制更加靈活，但電動機始終保持運轉狀態，一方面不利于電動機的使用壽命，另一方面造成了空載功耗的浪費。

3空壓機節能技術及其應用

3.1變頻控制技術

當前變頻調速技術已經在空壓機中得到了較為廣泛的應用，并發揮了重要的節能效果。傳統的空壓機調速都是采用加載和卸載的瞬時方式實現，過電流較大，造成的電壓波動與氣壓波動不僅造成了較大的能耗，還造成了設備較為嚴重的磨損，縮短了設備的使用壽命。變頻調速技術就是利用變頻器，根據電磁感應原理，通過改變電流的頻率實現對空壓機中電動機轉速的控制與調節，其改變了傳統的調速方式，具有更強的靈活性，能夠在較短時間內實現空壓機轉速的多次調節，且調速過程更加平穩，從而大大減少了空壓機轉速調節過程中不必要的能量損耗，提高了空壓機的運行效率。與傳統的調速方式相比，變頻調速技術更加適應空壓機輕載運行條件，調速過程中電動機的電能損耗也大大降低。

3.2基于負荷預測的控制技術

負荷變化是導致空壓機運行狀態的改變的重要原因，由于控制裝置對空壓機的控制調節具有明顯的滯后性，導致空壓機的調節通常較為急促，一方面造成了較大的功耗損失，另一方面對空壓機也造成了較大的損耗。通常在工業生產中，負荷的變化具有一定的規律，因此通過對負荷變化的預測，提前對空壓機進行控制調節，通過緩變滿足下一時刻的符合需求，一方面減少了空壓機的驟停晝起，避免了對空壓機的損耗，另一方面大大減少了空壓機調整過程中不必要的功率損耗，提高了空壓機的效率。

負荷預測的準確性直接決定了控制的精確性，為了實現準確的負荷預測，一方面控制算法中設置有反饋校正以及滾動優化環節，利用負荷的變化實時對預測模型進行更新和校正，實現精準的短期預測；另一方面對負荷變化的大數據進行分析與挖掘，分析負荷變化的長期性規律，進一步提高預測精度。

3.3空壓機群優化控制技術

當單臺空壓機難以滿足用戶的需求時，需要利用空壓機群來滿足用戶的更高需求。單臺空壓機的控制調節方式較為單調，只能通過空壓機中電動機的啟停、轉速調整以及導葉開閉等操作實現，難以滿足不同的負荷變化，而應用空壓機群后，控制方式得到了較大的豐富，通過對多臺空壓機的組合控制，更能夠適應負荷多樣的變化情況，同時通過負荷的合理分配，能夠使每臺空壓機都運行在最佳的負荷狀態，從而有效延長空壓機的使用壽命，降低空壓機的維護成本。

空壓機群優化控制技術需要對系統中不同區域進行監控，及時獲取各區域空壓機運行狀況、各存儲罐存儲狀況以及各管道的壓力狀況，并根據參數變化情況，利用遺傳算法、蟻群算法等實現對空壓機群的優化控制。

3.4無功補償技術

通常來說，空壓機中使用的電動機多為異步電動機，其能夠隨負荷的變化改變自身輸出的功率，具有較強的適應能力。異步電動機在運行時會產生一定的無功損耗，當負荷發生突變時，無功損耗的突變將造成嚴重的能量損耗，因此利用無功補償技術，采用電容器等無功補償設備對空壓機的無功損耗進行補償十分有效，當異步電動機產生或吸收無功功率時，電容器可以起到吸收或釋放無功的作用，從而大大降低空壓機的電能損耗。

4結束語

空壓機作為工業生產中的重要設備，在諸多工業生產領域得到了廣泛的應用，利用節能技術降低空壓機的能耗水平，對提高資源的利用率，促進我國經濟的可持續發展都有著重要的積極意義。相信隨著相關技術的不斷發展與完善，空壓機節能技術必將得到更加廣泛應用，發揮更加顯著的作用。

參考文獻

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關鍵詞：核電廠；空壓機；節能；變頻；壓縮熱

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A

1 壓縮空氣生產系統概述

壓縮空氣生產系統為核電廠的安全運行提供動力氣源，是為核電廠提供正常、最大量運行、檢修維護所需壓縮空氣的重要公用系統。我院目前在建項目共計16臺核電機組，其配置均采用水冷無油螺桿定頻空氣壓縮機+無熱再生吸附式干燥器組合。對于空壓機，加卸載調節模式下空轉時有電功率消耗卻無排氣，而對于無熱再生吸附式干燥器需要耗費占排氣量至少10%的壓縮空氣，在核電廠漫長的40年運營期內會造成高額的運營成本。此外，系統還存在供氣不穩定，設備損耗大、能耗大、噪聲大等節能環保問題，因此有必要對現有的壓空生產系統進行節能技術研究和設計。

2 系統節能分析

壓縮空氣生產系統總成本的80%體現在運行時的能耗上，故應重點分析系統運行時調節模式的選擇。如能改變壓縮機的加卸載供氣模式并采用變頻技術，使其輸出始終保持與壓縮空氣需求量一致，就能夠將工頻機空轉帶來的固有能耗降為零，達到節能的目的。不僅如此，通過變頻技術的運用，還可以節省電能，提高核電廠經濟性，還可提高電廠供氣穩定性，改善空壓機運行條件，延長空壓機使用壽命、降低空壓機故障率。此外，干燥器的再生耗氣量隨著干燥器的干燥原理不同有非常大的差異，帶露點儀的無熱再生吸附式干燥器再生耗氣量一般在10%左右，而壓縮熱型干燥器的再生耗氣量為零，因此選擇壓縮熱型干燥器也能達到節能的目的。

3 變頻節能原理

交流異步電動機的轉速和電源頻率之間遵循以下關系：

轉速n=60f/p×（1-s）（1）

式中：f為電源頻率，s為電動機轉差率，p為電動機繞組的極對數。對于交流異步電動機來說，p是定值，s基本不變，故轉速n與電源頻率f存在線性相關，即改變交流電頻率就可達到改變電機轉速的效果，從而通過變頻實現調速。

而對于螺桿式壓縮機來說，排氣量又與轉速成正比，即兩者之間有以下關系：

Qf=Qe×nf/ne（2）

式中：Qf為變頻狀態下的排氣量，Qe 為額定頻率狀態下的排氣量，nf為變頻狀態下的轉速，ne為額定頻率狀態下的轉速。

4 系統變頻方案設計

A項目建設兩臺機組，采用的是第三代核電技術，全球暫未有同類在運核電廠用氣的歷史數據可以參考，故需從最源頭的每個系統用戶開始收集用氣數據，獲得A項目核島、常規島及BOP各系統用戶分別在正常運行、最大運行、機組檢修期間的用氣需求，通過疊加的方法分別將單臺機組在上述三種運行工況下總的用氣需求匯總。

先對兩臺機組的上述三種工況進行兩兩組合，通過數據分析可知，A項目在一臺機組最大運行和一臺機組檢修維護工況下的壓空總用氣量最大，達到11376Nm3/h，需全部空壓機投入運行才能滿足該工況下的用氣需求。同時需要指出的是，機組檢修和最大運行工況持續時間較短，尤其是機組檢修工況按計劃是每年大概為11天。而機組在全年大多數情況下是正常運行工況，間或達到最大運行工況，偏保守考慮下一臺機組正常運行和一臺機組最大運行工況是空壓機供氣最普遍的工況，此時總耗氣量為2502Nm3/h， 1臺400kW排氣量為2832Nm3/h的空壓機即可滿足供氣要求。

根據一臺機組正常運行和一臺機組最大運行組合下的耗氣量，考慮設置1臺400kW的變頻壓縮機。這樣A項目的兩臺機組在全年多數情況下就由變頻機根據下游供氣量的要求實時提供壓縮空氣，使管網壓力維持在恒定值水平。然后再根據A項目兩臺機組分別在一臺機組最大運行和一臺機組檢修維護工況下的壓空最大總用氣量考慮空壓機的最大出力，可設置5臺空壓機，其中工頻機4臺（含2臺300kW和2臺400kW空壓機），變頻機1臺（400kW）。這樣除能滿足A項目兩臺機組最大用氣工況下的壓空需求外，其中1臺400kW的空壓機排氣量亦可滿足占大多數的正常運行工況下的壓空需求，并由變頻壓縮機根據下游母管的壓力值動態調節空壓機出力。

雖然正常運行工況下使用變頻機工作，但仍需保持變頻和工頻兩種狀態下對空壓機的控制，使空壓機在變頻和工頻模式下均能正常工作，這樣不僅通過變頻優化了空壓機不同工況下的運行狀態，而且還能通過工頻接觸器和變頻器互為備用保障空壓機運行控制的安全可靠。綜上，形成A項目空壓機變頻節能設計后的控制系統原理框圖如圖1。

圖1中由PLC、變頻器、電機、空壓機、壓力傳感器所構成的變頻控制系統可實現壓力的閉環控制，達到穩壓供氣并使設備保持與用氣匹配的運轉功率。

結語

現今變頻技術已經發展成熟，變頻調速系統的故障率很低，且變頻機較工頻機在系統穩定性上并沒有減弱，而其在節約電能、控制噪聲污染，減少機組部件損耗、保證供氣壓力恒定等方面的好處又是工頻機無法比擬的。后續有條件還可對變頻機和壓縮熱型干燥器的生產應用情況進行調研，并針對A項目的壓空系統方案設計做進一步的經濟性分析，以明確節能技術帶來的經濟價值。但需要特別提出的是，核電廠質量和安全高于一切，壓空系統節能技術必須在滿足提高供氣質量和設備運行可靠性的條件下才能開展，在保證核電機組供氣可靠穩定的前提下提高電廠經濟性，從而積極響應國家節能降耗的方針政策。

參考文獻

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關鍵詞：水電廠 高壓變頻器 6.3 kV電機 節能升級改造

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-00-01

從大量研究資料和實踐工作經驗可知，將輔機水泵系統常規的定速節流靜態調節方式升級改造為變頻節能動態調速控制方式，可以確保水泵拖動系統長期輸出與輸入間的動態平衡，其節能效果非常明顯[1]。

1 變頻調速節能控制原理

輸出轉矩是水泵拖動系統調節功能的主要表現，而電機輸入電源頻率（f）、轉差率（s）、以及磁極對數（p）三個特性參數間又具有一定的邏輯關系，即：

從式（1）可以看出，要想確保水泵電機拖動系統處于節能經濟運行工況，就需要動態調節電機拖動系統的輸出轉矩，即調節水泵電機的轉速。通過改變電機轉差率（s）和磁極對數（p）兩種方式來改變水泵電機的輸出轉速（轉矩），將會涉及到對整個水泵電機內部機械結構優化改進，這在實踐工程應用中不具備很強的普及應用特性。因此，改變水泵電機輸入電源頻率（f），其不僅在理論研究中較為成熟，而且是實踐工程應用中也已取得較為良好的節能應用效果[2]。

2 水電廠高壓水泵系統概況

某水電廠共裝有8臺600 mVA機組，選用2臺6 kV 1600 kW水泵電機作為一期機組排水系統的核心設備。該排水系統由于其設計過程中估算排水量偏大，導致其功率選型值偏大，其實際所需排水量只有設計值的56%左右，存在嚴重“大馬拉小車”問題，加上水泵電機采用靜態閥門調速，能耗非常大，水泵電機拖動系統設備性能老化較為嚴重。水電廠發電機組其一期機組排水系統，給水泵額定流量為247 m3/h，額定轉速為2960 r/min；配套電機型號為YKS5004-2，額定功率為1600 kW，額定電壓為6.3 kV，額定電流為188.4 A，額定轉速為2980 r/min，功率因素為0.9，防護等級為F級 IP55。從水電廠大量歷史調節運行數據分析結果表明，當水力發電機組在低負荷運行區域時，其水泵電機拖動系統在動、靜調節過程中其節流損失較大，相比于額定運行工況下其節流損失大約增加48%～52%左右，整個水泵電機系統運行效率普遍較低，能耗相當嚴重，在很大程度上影響到水力發電機組的整體廠用電率。根據水泵電機系統的歷史運行數據分析結果，按照變頻調速理論分析可知，如采用變頻節能節流調速控制方案對水泵電機拖動系統進行升級改造，大致可以達到30%左右的節能效果。

3 高壓水泵系統變頻節能升級方案

為了滿足綠色環保節能水電廠相關技術規范要求，減少水力發電機組輔機系統中的無謂電能資源浪費，降低水電廠廠用電率，提高單位電能生產的經濟效益。決定采用6 kV高壓變頻器對水電廠一期2臺6.3 kV高壓水泵系統進行節能技術升級改造，其具體變頻節能升級改造方案如圖1所示：

從圖1可知，整個節能升級改造方案中除了采用6.3 kV高壓變頻器外，還需要改造水泵系統的6.3 kV電機一次系統（圖1中虛線部分為6.6 kV高壓電機的旁路柜），主要由三個高壓真空接觸器（KM1、KM2、KM3）、2個6.3 kV高壓隔離刀閘（QS1、QS2）、1個PT測量保護用電壓互感器等共同組成。

4 高壓水泵系統變頻節能升級改造節能經濟效益分析

為了分析水電廠一期水泵系統采用6.3 k高壓變頻器為核心的變頻節能調速控制系統進行技術升級改造后的經濟效益，按照圖1所示的改造方案將兩臺6.3 kV高壓水泵電機進行升級改造，將一期排水水泵變頻調速運行工況下的電機全年用電量與未進行改造前的工頻靜態調控下的電機拖動系統用電量進行對比分析。未采用6.3 kV高壓變頻器進行技術升級改造前，水電廠水泵系統長期處于全速運行工況，對應其全年用電量大約為：P1=19200000（kWh）；采用以6.3 kV高壓變頻器為核心的變頻節能調速控制進行技術升級改造后，水電廠一期排水泵電機拖動系統始終工作在變頻節能動態調速經濟運行工況中，其全年用電量大約為：P2=14100000（kWh）。與6.3 kV高壓水泵電機擋板和閥門靜態調節相比，采用6.3 kV變頻調速進行節能升級改造后，整個水電廠排水系統每年大約可以節約電能資源為：P=P1-P2=：5100000（kWh）。按水電廠平均上網電價為0.3元/kWh進行估算，則采用6.3 kV高壓變頻調速節能控制系統對水電廠一期水泵排水系統電機進行變頻節能升級改造后，其每年大致可以節約電費為1530000元，約153萬元，節電效率為26.6%，與理論變頻節能效率相匹配，其節能節電效果非常明顯。水電廠水泵電機拖動系統進行6.3 kV高壓變頻調速節能升級改造后，不僅改善了水泵電機拖動系統的綜合運行性能，降低了水泵電機的起動電流，確保水泵輔機系統具有較高運行安全可靠性，同時其節能節電效果相當明顯，每年大約可以節約153萬元，避免了電廠廠用電無謂大量電能浪費，降低了廠用

電率。

5 結語

隨著電力電子技術、變頻調速技術等在工程中應用的不斷完善，加上高壓變頻器等電力電子元器件單位功率價格的不斷降低，變頻節能調速技術在水電廠排水泵等輔機系統節能改造系統中將具有更為廣闊的應用前景。

參考文獻

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【關鍵詞】： 變頻技術 煤礦生產 節能

隨著電力電子技術的不斷發展和世界能源緊缺客觀因素的影響，變頻節能技術得到了各國的高度重視。在我國，構建節約型社會的口號極大推動了變頻節能技術在礦山機械設備中的發展。就煤炭企業而言，礦井各個生產系統的用電占到總用電量的70%～90%。具體來說，在未采用變頻節能措施前，風機、泵等流體機械設備，平均運轉效率只有20%～50%。礦井提升機、膠帶輸送機、給煤機、空壓機等動力負荷變化較大的機電設備在啟動、減速制動等運行過程，電能的浪費是非常巨大的。采用變頻器不僅能達到科學用電、節能降耗的目的，而且能夠提高自動化水平。良好的節能效果和優越的調節性能使變頻節能技術在我國煤礦中的應用越來越多，技術也日趨成熟。

一、變頻技術在流體機械設備中的應用

風機和泵等流體機械設備的負載轉矩與轉速的平方成正比，對過載能力要求較低，選用普通功能型通用變頻器即可滿足要求。

1、風機中變頻技術的應用

目前，變頻器在我國煤礦風機節能改造上得到了大量應用，出現了為煤礦特殊環境專門設計的變頻調速裝置。據了解，東溝礦風機改造中，將原來JRQ-1510-10型高壓繞阻式電動機換為JS157-10型低壓鼠籠式電動機，用1臺變頻器控制兩臺電動機。經過改造后，實際轉速較改進前最低轉速下降了70r/min，電機實際輸出功率為改進前前導器半關閉時的1/3，風量和風壓更加適合礦井特性，每年可節約電費約56萬元。

新星礦與上海創力電器公司合作，研制了ZJT-30型隔爆兼本安型智能變頻調速系統，采取IGBT散熱方式，工作電壓為660V，可帶動28kW局部通風機，實現了載波頻率調整（2～50Hz）功能風電和瓦斯閉鎖功能、過流短路保護功能、超溫斷電功能及遠程和實地控制功能，其性能達到防爆標準，為巷道掘進過程中實現節能提供了有效手段。

2、泵中變頻調速的應用

變頻調速在礦井主排水泵中的應用，明顯降低了設備的機械沖擊。中國礦業大學利用變頻器和PLC控制器，設計了一套煤礦井下排水泵站的監控系統，該系統中變頻器靈活的控制水泵的平滑起停適時加減速，保證了井下液位的恒定，降低了水泵空轉時間和頻繁起停帶來的大量能耗，設備的損耗也相應降低。PLC控制器的加入，使得變頻器的自動控制更加智能與靈活，從而保證了生產的安全高效運行。

堡子礦選煤廠在介質泵上安裝變頻器，通過在線調節泵的轉速來調節重介旋流器的入料壓力，減少了頻繁開、停車，降低了因啟動電流過大造成的電耗增加。生產實踐表明，采用變頻調速技術使該選煤廠創收效益明顯。

二、變頻技術在機械動力負荷設備中的應用

1、提升機中變頻技術的應用

華泓礦與唐山開誠電器公司合作，選用交流四象限變頻調速系統配套湖南株州力達公司生產的JKB22.5/315P型變頻防爆提升機，采用無速度傳感器矢量控制方式，設有過壓、欠壓、過流、電機缺相等保護，系統實現全數字化控制，設計有專門的控制軟件，同時具有很高的兼容性，提供了完善的輸入輸出接口電路，能夠實現遠程控制。

2、膠帶輸送機中變頻技術的應用

山凹礦采區膠帶輸送機采用四象限變頻調速技術后，解決了采用液力耦合器裝置時下行運輸皮帶機在啟動運行制動中形成的電機失控，變頻器能隨時將電機在下運過程中產生的電能回饋到電網中，減少了無效發熱損耗，解決了機械系統及電氣系統的沖擊問題，延長了設備的使用壽命，使得檢修更加簡便快捷，而且長期運行維護費用低，節能效果好。

3、給煤機中變頻技術的應用

下交礦對洗煤廠給煤機進行了技術改造，采用變頻驅動的方案取代傳統的手動閘門控制方案，選擇了西門子MicroMaster440全新一代模塊化設計的多功能標準變頻器，系統具有標準參數結構，標準調試軟件。有數字量輸入、模擬量輸入/輸出、繼電器輸出功能。同時采用集成RS485通訊接口，使得安裝操作和控制更加靈活方便。

4、空壓機中變頻技術的應用

登茂通礦聯合山東科技大學對空壓機電控系統進行了變頻節能改造，采用l臺ACS800-160變頻器輪換去驅動2臺空氣壓縮機。通過檢測儲氣罐壓力，實現系統的壓力閉環控制，自動調節空氣壓縮機的轉速和空氣壓縮機的運轉臺數，實現了空壓機平穩高效工作。

三、變頻技術的發展空間

煤礦大小機電設備種類繁多，井下工作環境惡劣。煤礦在發展過程中對變頻器的需求呈現多功能的趨勢，使用變頻器控制會成為礦山網絡化管理的一個重要環節。我國礦山機電設備節能減排任務迫在眉睫，節能改造必然需要大量的變頻器，會極大推動變頻技術在礦山的發展。面前，我國變頻技術仍有很大提升空間，如：瓦斯抽放泵站、刮板輸送機等領域變頻器的核心器件晶閘管國產化水平不高，尤其是高壓防爆變頻制造領域還在開發試驗階段，變頻器國內工業化生產尚未普及，大部分制造商仍停在進口關鍵部件的組裝制造水平，核心技術缺乏自主知識產權。

四、結語

變頻器在煤礦機械設備中的應用，不僅體現在風機、泵等流體機械設備中，也同樣運用于提升機、膠帶輸送機等機械動力負荷設備中。現階段，我國煤礦設備中對變頻器的使用還不夠廣泛，變頻器具有巨大的發展前景，其通過高效地將電能進行不同形式的轉換，實現了對電能的控制，對于煤礦生產有著重要的意義。隨著時代的發展，相信會有更多的變頻技術在煤礦企業中得到開發和應用。

參考文獻：

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【關鍵詞】渣漿泵；空壓機；流體機械；變頻調節技術

前言

選煤廠在運行過程中大量使用風和水。為了輸送風、水和礦漿，需要多樣的流體機械。隨著選煤工業的迅速發展，工藝日益復雜，而選煤設備日益大型化、機械化程度日益提高。為了與生產設備配套，選煤廠應用的流體機械也有了一定的發展。本文就選煤廠常用的流體機械，探討其應用狀況及發展情況。

一、泵的應用及發展

泵是選煤廠常用的輸送礦漿的流體機械，因為選煤廠輸送液體多含固體顆粒，因此多采用渣漿泵。清水泵僅少量用于輸送清水及循環水，此處不過多介紹。

渣漿泵是一種液固兩相流泵，選煤廠用渣漿泵多為離心泵，廣泛用于輸送選煤廠煤漿及重介質。根據其用途不同，對于泵的流量、壓力等指標也有著較大差異。

（一）渣漿泵應用于壓濾機

壓濾機的工作過程可分為多個階段，每個階段對于渣漿泵的性能有著不同要求。初期主要為入料階段，要求礦漿較迅速的給入到機體內，要求泵的性能曲線必須陡降，以更好的適用壓濾機工況；中期為壓濾加壓及保壓階段，渣漿泵為壓濾機提供過濾壓力，入料流量則進一步減小直至關死，因此，需要渣漿泵的關死揚程符合壓濾機的壓力要求。后期為為卸料階段，則對泵沒有太多要求。由此可見，壓濾機渣漿泵必須具有以下特性：1 在大流量運行時，泵的特性曲線必須陡降；為此可采用提高泵轉速，較小葉片入口角、減小葉片出口寬度等方式實現；且泵必須有良好氣蝕性能。2壓濾機入料泵在低流量運行時應滿足壓濾機的壓力要求。

（二）渣漿泵應用于重介質旋流器

重介質旋流器是近年來得到迅猛發展的一種離心分選設備。近年來在選煤廠中得到廣泛應用。而渣漿泵，是重介質旋流器的唯一動力來源。重介質旋流器還具有以下幾個特點：首先，入料包括磁鐵礦粉及礦物，磁鐵礦粉質地堅硬、對設備的磨損嚴重；而礦物粒度最大可達100mm，這在其他需要泵送環節是非常少見的，因此應著重考慮泵的允許通過粒徑。其次，旋流器入料同時存在流量與壓力的要求，流量必須滿足設備的處理能力，而壓力必須達標，才能實現有效分選。因此，旋流器用渣漿泵必須具有以下特性：1、入料泵與旋流器要求壓力、流量等指標相匹配，能夠在相應的工作條件下長時間穩定工作；2、入料泵應能滿足入料的粒度要求，尤其是有壓重介質旋流器，以避免因顆粒過大導致的堵料問題。

（三）選煤廠泵應用的進展

渣漿泵技術成熟，性能穩定，在選煤廠應用效果良好。近年來渣漿泵應用的發展主要體現在管理、控制領域。如變頻調速技術的應用。在選煤廠生產中，設備運行參數須隨著煤質波動、入洗量變化及產品要求變化等及時調整。因此，泵的工作參數如流量、壓力等也必須及時調整，以適配設配的運行狀況及需求。在以往的設計中，通常采用閥門來控制泵的流量及調節壓力，很不方便，也不適于準確調整。

變頻調速是近年來在洗煤廠得到良好應用的泵調整方式。泵參數調節方法較多，包括調壓變速、電磁調速、變級調速及變頻調速等。但理論及實踐表明，變頻調速是最適用于選煤廠的泵參數調整方式，在一些選煤廠中得到了良好應用，節省大量成本。尤其近年來變頻技術迅速發展、變頻器制造成本大幅度降低，變頻器在選煤廠的應用更為受歡迎。

二、空氣壓縮機的應用及進展

流體機械中的壓縮機設備也是選煤廠的主要輔助設備，用于提供生產、控制、防堵及攪拌等環節的氣體。選煤廠一般單獨設置或與礦井共用壓風機房以供風。

（一）空壓機應用范圍分析

選煤廠用氣點較多，且根據工藝需求供風目的變化較大，大體可分為以下幾類：

生產用風：在選煤工業的跳汰機分選、加壓過濾機分選中，風力是主要的生產動力。該類生產用氣風量、風壓需求穩定，且不同生產環節壓力需求區別較大，一般各工藝環節單獨配置空氣壓縮機以輔助生產。

控制用氣：選煤廠一些閥門往往也采用氣動控制，如跳汰機氣動閥門、加壓過濾機氣動閥門等。氣動控制的特點在于高壓力、低流量，多數也配置小型空壓機以配合控制。壓濾機的強氣流脫水也有類似要求。經常配置小型空氣壓縮機。

防堵及攪拌用氣：該部分用氣主要指重介質介質桶攪拌、風力提升、清倉及管道清理等環節用風。相對于其他環節，該部分用氣對于氣體壓力、流量、穩定性等指標要求較低。一般不設置單獨供風系統，而是與其他設備共用。

選煤廠常用的空壓機主要有活塞式、螺桿式和離心式三種。多年來，選煤廠內的空氣壓縮機應用已有了較為成熟的模式。低流量高壓控制一般用活塞式空壓機，中高流量選用螺桿式空壓機，高流量供風采用離心壓縮機。

（二）空壓機節能技術

壓縮機的節能壓縮機的節能主要體現在運行控制方式， 傳動方式， 以及壓縮空氣廢熱利用等幾個方面。具體到選煤廠，主要通過調整運行控制方式以節能。

1.變頻技術的應用

空壓機的變頻調節技術在制冷領域有了極好的應用。該技術通過變頻器調整電機的轉速，按需控制進氣量，與普通的進氣節流式相比， 變頻空壓機節能效果可達 30% - 40%。

2.臺數控制器的應用

空壓機在選煤廠往往并聯使用，如四臺加壓過濾機系統可對應8-10臺螺桿式空壓機。因此，在供風需求較小時，及時的調整運行空壓機臺數具有較大的意義。因此，作為一種有效的節能措施， 臺數控制器應用已日漸廣泛。該設備可以根據實際的使用空氣量自動地選定所需要的機器臺數， 從而避免了不必要的多臺機器同時運轉所引起的浪費， 在使用多臺機器時節能效果相當明顯。

泵與空氣壓縮機作為選煤廠重要的輔助設備，其應用隨著選煤工藝的發展與演變而逐漸變化。一些高性能渣漿泵設備、空氣壓縮機設備隨著性能及功能的日益成熟，在選煤廠逐步得到應用。控制及自動化技術在流體機械節能、管理等方面的巨大優勢，可以預見在接下來的發展中將進一步得到選煤領域的重視。

參考文獻：

[1]孔鵬. 淺談渣漿泵在選煤廠的使用[J]. 山西焦煤科技， 2010 （6）： 4-6.

[2]高建忠. 變頻調速技術在賀西礦選煤廠渣漿泵中的應用[J]. 選煤技術， 2008 （4）： 111-113.

篇6

Abstract: As a coal production corporation with the history of 130 years, Tangshan Mining still keep gross production with 400 million tons per annual. Recently, sticking to big picture, Tangshan Mining warmly respond to the call of energy saving and emission reduction, vigorously organize and actualize energy saving and technical innovation project to lower down resource consumption, emission reduction project to cut down environment pollution when promoting production. This essay presents outstanding achievement that was made by Tangshan Mining in the aspect of energy saving and emission reduction technology application and eliminating dated production equipments.

關鍵詞：節能減排；技術；應用；改造

Key words: energy saving and emission reduction；technology application；innovation

中圖分類號：TD8 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）13-00054-02

0 引言

以開灤集團“十一五”規劃為指導，從實際出發，本著“切合實際、操作可行”的原則，對節能環保工作進行了定性和定量的分析論證，制定出詳細可靠的年度及長遠規劃作為節能減排工作指導。按照2008-2010年節能總量規劃和減排規劃安排，主要污染物COD和二氧化硫規劃減排總量分別為100t和28t；年平均節能量1299t標準煤，到2010年力爭節能量達到3900t標準煤，達到原煤生產綜合能耗77.8t標煤/萬噸原煤的水平。要實現以上目標光是依靠加強管理和制度建設是不行的，最關鍵的還是要依靠技術進步，只有通過進行節能減排技術改造、淘汰落后產能設備，才有實現這些目標的可能。

1 節能技術的推廣與應用

“十一五”期間，通過集團公司推廣及汲取其他單位的先進經驗，在節能技術應用方面，我們選擇了變頻技術、無功功率就地補償技術、綠色節能燈等效果比較突出的節能技術進行了推廣與應用。

1.1提升機變頻改造 改造前提升機電控系統為上世紀七十年代的產品。由于受到當時的科技水平和制造能力等各方面的限制，該電控系統存在著能源消耗大；維護、維修、更換工作繁重；備件數量多、占用資金大等諸多方面的問題。改造后的系統采用原裝進口的雙 PLC控制，定子采用高壓真空換向柜進行正反向、投高壓或投制動電流控制；轉子采用可控硅進行切電阻控制、配全數字制動電源裝置、新型網絡化操縱臺、上位監控計算機，具有遠程診斷功能。并在主機的傳動軸上增加進口光電編碼器以采用數字的深度速度信號。本項目完成后通過使用及測算，能夠達到目標節能量。

1.2 空壓機變頻節能改造 原使用的空壓機普遍是八、九十年代產品，技術落后、設備老化、能耗高、事故率高，并且有部分機型為380V供電電壓，技改后空壓機控制形式為變頻器和直啟兩種通用形式，變頻器節能改造效果十分明顯，其綜合節電率在20％以上。

1.3 推廣井下無功功率就地自動補償 本項目是在井下安裝無功功率就地自動補償裝置，該裝置安裝于配電線路的末端，與電動機并聯使用，接通外電路后，投入運行，直接提供電動機所需要的無功功率，提高電動機的功率因數，減小電網的無功電流，因而減小電網的線路損耗和電動機供電線路的電壓降，改善電動機的啟動性能和提高電動機的運行出力。對單臺三相異步電動機負載進行無功就地補償，達到了提高功率因數、改善供電質量、降低線路損耗、增加電動機的出力、節約電能的目的。本項目完成后通過使用和測算能夠達到計劃節能量。

1.4 礦內變電站加裝SVG系統 該項目是在公司變電站加裝SVG系統。該系統通過使電容器與電動機并聯運行來補償電動機的無功電流，提高其功率因數，改善電能質量，改善供電質量、降低線路損耗、增加電動機的出力，達到節約電能的目的。

1.5 取消白熾燈推廣綠色照明節能燈 改造前井下所用的照明燈大部分為DGS-127/60型防爆白熾燈，其功率為60W，而其使用壽命為1年。其缺點是，用電功率較大，消耗大量電能，燈泡更換極為頻繁，需投入大量燈泡和人力。我公司購進3160盞DGS18/127L(A)型礦用隔爆型照明裝置，其功率為18W，且使用壽命可達5年，代替原來使用的DGS18/127L(A)型礦用隔爆型照明裝置，既可節約電能，同時為各單位節省大量更換燈泡的人力及資金投入，達到節能降耗的目的。

1.6 鍋爐節能改造 為改善鍋爐燃燒效率，近年來我公司先后對A、B區鍋爐給煤機和鍋爐部分管路進行了改造，并對B區鍋爐房部分燃煤鍋爐進行了高效燃燒技術改造。通過采用分層給煤技術，采用新型功能磚及其他新型功能材料，確實提高了鍋爐燃燒效率及保溫性能，達到節煤的目的。

2 減排技術的推廣與應用

我公司的主要污染物分別是由鍋爐燃燒產生的二氧化硫及煤炭開采過程中產生的三廢。在推進節能減排循環經濟型礦井建設中，以礦井瓦斯、煤矸石、礦井污水三大廢棄物零排放為目標，將煤礦的這三大廢棄污染物通過發電、凈化、充填三種方式實現循環利用，同時通過對鍋爐進行改造，減少二氧化硫排放量，形成了老煤礦企業實現節能減排綠色循環的新模式。①利用低濃度瓦斯發電項目。通過利用瓦斯這種有害氣體發電，再采取多種方式利用電能和余熱，從而達到變害為寶及循環利用的目的。我公司瓦斯抽排管網改造后瓦斯抽排量為7Nm3/min以上（純瓦斯），瓦斯濃度為10～20%左右，根據以氣定電的原則并結合公司實際，考慮供電的安全性，確定裝機容量為4臺，其中三臺運行，一臺備用，目前已建立了4臺500kw機組，總容量2000kw，目前先期投入兩臺500千瓦發電機組，可滿足公司B區大部現有生產生活設施用電。②礦井水治理工程。通過采用國內技術領先的泥渣循環高效沉淀工藝對礦井水凈化處理，每分鐘生產用水20噸的能力可滿足井下生產用水、井上生產用水、地面辦公樓雜用水、廠區綠化灌溉、職工洗浴用水，剩余凈化水排入附近公園，做為公園景觀用水的補充水源。同時，通過改造實現處理產水全部經水源熱泵熱交換進行能量提取后再進行循環利用，提取的礦井水熱能用于冬季供暖（辦公區域、工業廠房、井口暖風系統等10多萬平方米的采暖），夏季制冷（辦公區域、職工宿舍、工業廠房等），春秋季節用于職工洗浴用水加熱的補充。③矸石實現井下循環利用。通過實施此項工程使礦井開拓矸石全部在井下直接處理和利用，實現開拓矸石不上井，解決了井下開拓矸石上井占地和污染問題。到目前為止，填矸煤巷已達3000多米，老巷填矸已達數萬噸。另一方面洗煤廠洗矸經破碎后，通過灌漿站再返回井下，做為充填開采和堵風灌漿的填充材料，實現循環利用，減少地面下沉和破壞。④鍋爐更換高效脫硫除塵器工程。我公司采用雙堿濕法脫硫技術工藝對鍋爐進行了改造，該高效脫硫工藝主要通過多級噴淋與煙氣充分接觸，達到脫硫除塵的效果。現我公司脫硫效率達90%以上，除塵效率達95%以上。

3 淘汰落后產能設備

近年來，通過加強對高耗能設備的監督監測工作，制定了中長期規劃分期分批逐步實施高耗能設備更新，并按照規劃陸續淘汰落后產能及設施，使用高效先進設備。到目前為止共更新淘汰高耗能落后產能設備28臺，其中主提升機更新改造8臺，水泵更換17臺，空壓機淘汰3臺。

4 推廣節能減排技術效益分析

“十一五”期間，通過對節能技術的推廣與應用，我公司共計完成節能量5380噸標煤，如按電量進行折算，相當于每年節省電量4744萬kWh，按0.45元一度進行計算，公司每年可節約能源成本2135萬元；通過各種減排項目的實施，在減少了二氧化硫、化學需氧量及采煤三廢等主要污染物排放量的同時，對廢水、廢氣的利用也為公司節省了大量的水費電費，可以說是既為公司創造了良好的社會效益，也為公司創造了巨大的經濟效益。

5 結論

煤炭企業節能減排，任務重壓力大，但責無旁貸。唐山礦業公司節能減排工作從起步階段開始便做了大量深入細致的工作，但是距離一個現代化企業的標準還有一定差距。在今后的工作中還要大力推廣先進技術和工藝，加強資源的綜合利用和生產設備的管理，提高能源利用效率，努力減少采掘洗選過程中對環境造成的各種污染，為企業創造新的利潤增長點，營造出發展后勁，實現科學發展的目標。

參考文獻：

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[2]王永華著.現代電氣控制及PLC應用技術[M].北京航天航空大學出版社.

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[4]畢貞福主編.火力發電廠熱工自動控制實用技術[M].中國電力出版社.

[5]陳文敏等編著.煤礦廢棄物綜合利用技術[M].化學工業出版社.

[6]李鐸等著.華北煤田排水供水環保結合優化管理[M].地質出版社.

[7]張長森等編著.煤矸石資源化綜合利用新技術[M].化學工業出版社.

[8]煤炭工業污染物排放標準，GB 20426-2006.

篇7

關鍵詞:煤礦節能;能源利用;可持續發展

中圖分類號:F4

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)13-0370-01

煤礦節能包括多方面的內容,其中主要有節電、節水、節煤、節油、節汽等多個方面。

采取各種措施和手段,從企業的實際情況、自身效益和環境效益的長遠潛力出發,通過改善裝備、改進作業工序節能降耗,通過調整工業結構和產品結構,在生產過程中減少各種原材料的消耗。提高產品質量,提高勞動生產率,更有效地利用能源。以節能求效益,以節能求環保,以節能求發展,既能實現煤礦的實性發展也利于環境保護。

1 節煤

煤礦企業的產品是煤炭,煤礦節煤包括兩個方面,一是節約自用煤量,二是提高煤炭質量,為其它用煤企業節煤降耗打下良好的基礎。煤礦自用煤包括采暖工業鍋爐、職工生活用煤和少量工業爐等用煤。堅持科學管理,推廣應用節煤新技術。鍋爐是煤礦的主要用煤設備之一,節能潛力很大,不斷提高司爐工的操作水平,工業鍋爐向高效、清潔型鍋爐發展,采用新型節能鍋爐,會取得非常明顯的效果。提倡節約用熱,包括熱水、熱風、蒸汽等,煤礦節煤具有廣闊的空間。發展先進的、自動化的采掘裝備和工藝,進行煤炭企業資源綜合利用和煤礦節能型原煤深加工系統應用達到煤礦的清潔、低耗和安全生產。合理開發利用產品資源,提高煤炭入洗比重,充分利用劣質燃料(如煤泥、煤矸石)是煤炭企業為提高整個社會煤炭資源利用水平和改善礦區環境應盡的義務,也是煤礦提高效益的發展方向。

2 節電

電力是煤礦的主要能源,節約用電是煤礦降低總能耗的重要環節和主功方向,煤礦節電的主要范圍是供電系統和用電設備。在煤炭生產過程中,電力主要用于煤炭采掘過程中驅動相關的機械裝備完成作業動作,基本集中在提(升)、通(風)、排(水)、運(輸)、空(壓)、熱(鍋爐)、采掘、洗(選)等作業工序中。從煤礦生產過程中各工序中的裝備總裝機容量大小來看,以空壓機、采掘裝備、排水大泵、提升裝備等耗電較多。因此,煤礦中的空壓機、提升裝備、鍋爐和排水大泵等裝備是煤礦中耗電較大、節電潛力亦大的高耗能裝備。為了達到既不影響正常生產又能節約電能的宗旨,煤礦企業應加強空壓機、提升裝備、鍋爐和排水大泵等高耗能用電設備的節電改造,達到節電、高效、安全的綜合要求。加強機電設備技術改造,推廣應用節電產品。很多情況下,電動機在輕載或變動載荷下運行,平均負荷率在30%-50%之間,造成電力資源嚴重浪費。針對電動機的工作特點,對煤礦主要設備的電動機采用軟啟動裝置和變頻器技術,根據負荷情況,自動調節電機兩端電壓和頻率,使電動機在最佳狀態下運行,可節約大量有功功率和無功功率,實現電機節能的效果。

我國井工煤礦由于存在連續照明時間長、照明環境復雜、照明光源耗電等問題而成為工業企業中重要的照明用電消費終端。因此我國井工煤礦照明具有十分巨大的節電潛力。開展煤礦綠色照明技術研究,實現煤礦照明節能。礦用防爆節能燈也是煤礦節能的又一新產品,現已發展至多個系列、多種產品,適合煤礦井下巷道、峒室、車場及采掘工作面使用。

3 節水節油

煤炭企業用水主要是生產用水和生活用水兩部分。生產用水是洗選煤、工業鍋爐、井下及地面防塵、冷卻用水等。生產用水應加強重復循環用水,如洗選煤水閉路循環,工藝冷卻水重復使用,同時應采取

措施防止跑、冒、滴、漏等措施。為了解決礦區的缺水問題,大量井下排水應充分利用,經處理后可作為工業用水。煤礦用油主要包括車輛耗油和采掘機械設備用油,為了使燃油使用更具科學化、制度化、合理化,應加強車輛耗油指標的管理和設備的管理,合理配油,井下減少設備漏油,達到降低油耗的目的。

4 加強煤礦機電設備技術改造

由于煤礦生產的特殊性,機電設備一般不僅體積龐大,而且功率很大,機電設備的裝備水平相對其它行業而言科技含量較低,有許多設備陳舊,運行效率低,進行技術改造提高效率勢在必行。

煤礦機電設備改造的重點是抓好風機的節能技術改造、主排水系統技術改造、電機補償方式技術改造,更換舊式的變壓器,選用節能型變壓器等。對一些中小型電器設備安裝空載自停機構或使用交流接觸器,無電運行裝置,均可達到節電的效果。

5 推廣集中供熱與熱電聯供

集中供熱具有節能效果顯著、投資省、見效快、易于管理等優點。新建礦井和部分老礦井均已采用了這種供熱方式。熱電聯供是一種煤礦節能的新型方式,節能增收效率較高,利用煤礦自身生產的煤炭就地應用發電,電廠尾氣則用于供熱。

6 加大節能管理與節能宣傳力度

煤礦在自身能源生產過程中消耗大量煤炭、電力、油類等各種形式的能源,其單位產煤量的能源消耗量直接影響煤炭生產的成本和經濟效益,通過實施管理措施或技術改造方式,降低煤炭生產過程的能耗,提高企業能源利用率是煤礦節能管理的最終目的。

節能不是簡單的能源消耗數量的減少,更不能為節能而減少社會的活力,降低生產和生活水平,而是更充分地發揮能源的效率,以盡可能少的能源創造出更多的產品和產值。節能工作功在當代利在千秋,特別是在我國大力提倡發展低碳經濟的今天,煤炭企業節能刻不容緩。

篇8

隨著社會經濟的迅速發展，全世界都面臨著嚴重的資源和能源危機，現階段我國的形勢也不容樂觀。因此，開發新能源，提高能源效率，節約能源是解決能源危機的重要途徑。變頻節能技術是一種重要的節流方法被應用于各個生產領域。本文重點探討了變頻節能技術在多種煤礦機電設備中的應用，并對其未來的發展進行了展望。

關鍵詞：

煤礦機電設備;變頻節能技術;技術應用;發展趨勢

0引言

我國煤礦資源較為豐富，煤礦產業在我國國民經濟中占據重要地位，對我國國民經濟的快速增長發揮了巨大作用。但目前，我國煤礦開采行業形勢不容樂觀，不僅耗能嚴重，且生產效率也較低。變頻節能技術作為一種重要的節流方法在煤礦生產系統中發揮了巨大的節能效率。比如，在礦井中通過應用變頻節能技術后，水泵、風機等設備的運轉效率較之前都有極大提高；再如，礦井中的重要動力負荷設備礦井提升機、空壓機、煤礦采掘運輸機等設備在啟動、加減速、制動等方面發揮了巨大的節能效果。因此，變頻節能技術在我國煤礦的安全生產中具有重要的推廣價值。

1變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用分析

隨著變頻節能技術安全節能的功能逐漸凸顯，因此該技術在我國煤礦機電設備中被廣泛推廣應用。筆者通過對變頻節能技術在機電設備中的應用研究，重點闡述下該技術在以下主要機電設備中的應用概況。

（1）變頻節能技術在采煤機中的應用。目前，采煤機變頻調速系統已從“一拖二”發展為“一拖一”取得了進一步的發展和完善，我國能量回饋型四象限運行的交流變頻調速采煤技術已相當成熟，國產電牽引采煤機的變頻器電壓為380，行走功率最大可為220Kw能夠在額定轉速下實現恒定轉矩調速以和在額定轉速以上情況下實現恒定功率調速及兩臺變頻器之間的主從控制和轉矩平衡。使用了回饋制動的四象限變頻器的電牽引采煤機，通過在我礦實踐應用后可以看出，四象限變頻器調速電牽引采煤機能夠對我采區20º~30º的大傾角工作面較大范圍內調節制動力矩，確保牽引速度恒定不變，且未發生機器下滑跑車現象。同時，四象限變頻器調速電牽引采煤機還具有結構簡單，方便操作，速度調節可靠等優點，切實有效地解決了電牽引采煤機在大傾角工作面采煤的技術難點。

（2）變頻節能技術在提升機中的應用。煤礦提升機是煤礦生產過程中的重要機電設備，不僅能夠降低礦工的勞動強度而且對礦工的安全生產也起到了有效的保障。以往提升機調速裝置的工作原理主要是在電動機轉子電路中通過利用金屬電阻來進行調速操作，但是這種方式在實踐應用過程中存在的缺點也較大，不僅具有較大的安全隱患，且電能的消耗也非常大。通過在提升機中引用變頻節能技術可以將交流四象限變頻調速系統與變頻防爆提升機相結合，采用無速度傳感器矢量控制方式以輸入和輸出接口來遠程控制提升機操作。同時該變頻調速提升機還具有全面保護措施，如過流、過壓、欠壓及電機缺相保護等。

（3）變頻節能技術在皮帶輸送機中的應用。傳統帶式輸送機驅動裝置主要有以下六部分組成：電機、制動器、聯軸器、減速機、耦合器、滾筒等部件組合如圖1所示。這種結構相對復雜且布置寬度尺寸也相對較大，維修保養也較多，主要是利用液力耦合器對皮帶機實施軟啟動，長時間這樣就會使皮帶發生老化斷裂的情況。采用變頻節能技術后不僅縮小了布置空間，而且實現了軟啟動。在皮帶輸送機中轉入了皮帶秤動態稱重反饋控制系統，這樣可以使皮帶根據物料的重量多少實現重載加速、輕載減速以及空載停止等變速運輸，不僅節約了電能資源，而且有效提高了皮帶輸送機的工作效率。

（4）變頻節能技術在流體負荷設備中的應用。變頻節能技術在流體負荷設備中應用主要是對風機和泵的調速控制。變頻調速在風機中的應用為了適應礦井的特殊工作環境，通過對風機進行升級改造后，有效降低了以往的最低轉速，這樣改造后的風機不僅更加適應工作環境,而且每年也可以為企業節約不少電費支出。而變頻調速系統在礦區液用泵在礦區給水中的應用也發揮了重要作用，對設備的機械沖擊大大降低，工藝系統的控制也更加靈活，極大提高了產品質量。同時變頻技術對抽水泵實施加減速、平滑啟停的控制，使得井下液位時刻趨于穩定狀態，杜絕了水泵空轉和頻繁啟停的耗能。所以變頻節能技術對設備降低損耗及煤礦的安全生產都起到了積極的作用。

2變頻節能技術在煤礦機電設備中的展望

現階段，變頻技術在煤礦采礦行業發揮至關重要的作用，隨著煤礦行業的廣泛應用，可以看出未來發展空間巨大，采用變頻技術來提高煤礦行業的節能水平是發展的必然趨勢。我國是一個煤礦大國，因此在今后的開采過程中所應用到的設備種類也會持續增多，因此所應用的與機電設備相匹配的變頻技術也會更大范圍地發揮作用。目前我國礦山開采中電子技術已被廣泛應用，變頻節能技術在煤礦機電設備中應用必定會有一個很好的發展前景。

3結束語

變頻技術在煤礦機電設備中的應用越來越廣泛，具有極大的市場發展前景。在當下我國倡導節能化發展的今天，煤礦企業要想實現安全生產，提高生產效率，就一定要著重研發和應用與機電設備相匹配的變頻節能技術。經過在煤礦的實踐應用證明，通過利用變頻節能技術不僅具有完善的變頻調節功能，而且還起到了節能減排的效果，有效推動了企業的經濟發展。

作者：解瑩 單位：兗礦集團鮑店煤礦機電工區

參考文獻:

[1]王金龍.淺談煤礦機電設備中變頻節能技術的應用[J].商品與質量:學術觀察,2012(10).

篇9

關鍵詞：煤礦 機電設備 變頻節能技術 應用

變頻節能技術作為一種重要的“節流”方法受到我國政府以及各個生產領域的重視。以煤炭生產企業而言，礦井中全部生產系統所消耗的電力約占整個煤炭生產企業的80%至90%。就目前的生產實際來看，煤炭生產企業有著巨大的節能潛力，例如，在礦井沒有應用變頻節能技術之前，水泵、風機的平均運轉效率比較低，一般均低于50％；再如，礦井中動力負荷變化大的機電設備（礦井提升機、采掘運輸機、空壓機等）在啟動、加減速、制動等方面有著巨大的節能空間。正是因為變頻節能技術擁有著優秀的變頻調節功能和顯著的節能減排效果，因而在我國礦山中獲得了廣泛地應用。隨著技術的穩定性越來越好、成熟度越來越高，其應用范圍和領域也必將進一步擴大。

1.引言

變頻調速主要是利用電力半導體器件的通斷作用，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電，一般把這種電能控制裝置稱為“變頻器”。變頻調速就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的。變頻器主要采用“交直交”方式，先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM（脈沖寬度調制）波形，中間直流環節為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。PWM控制技術一直是變頻技術的核心技術之一[1]。

從變頻技術誕生一直到今天，它取得很大的發展和進步。今天，控制理論的發展為變頻節能技術提供了理論支持，電力電子技術的進步則為變頻技能技術提供了技術支持，兩者的共同作用讓變頻節能技術取得了很大的發展和進步。具體來說，其發展和進步主要表現在以下幾個方面：首先，在在控制理論方面，大幅度改進了頻比（U1/f）控制模式[2]，同時，生產實踐中也廣泛應用了轉矩直接控制模式與矢量控制模式，在控制理論的發展趨勢方面，人工神經網絡以及模糊自優化控制會是今后的研究重點。其次，在功率器件方面，GTR和IGBT將會是目前的主流，IPM（智能功率模塊）的開發和應用必然會成為今后的發展趨勢。再次，在調速系統方面，該系統具有越來越高的集成程度，以單片機的應用為契機，DPS（數字信號處理器）、RISC（精簡指令集計算機）等獲得了廣泛地應用，目前最新的研究成果是ASIC（高級專用集成電路）[3]。最后，在功能方面。高度的綜合化和操作的智能化是變頻器的發展趨勢，在完成基本的調速功能操作之外，還可以進行通信、可編程序以及參數辨識等應用功能的操作。

2.常規式變頻器在煤礦機電設備中的運用

普通變頻器在煤礦其他生產領域運用更加普遍，其功能除降耗節能之外，也注重向系統控制的靈活性、智能化、遠程控制、簡單易操作等方向發展。

例如，我國某煤礦改造和升級了洗煤廠的給煤機，以往的手動閘門控制模式被目前流行的變頻驅動模式所取代，在變頻器的選擇方面，選用采用模塊化設計技術的多功能變頻器[4]。該變頻器具有以下特點：擁有標準化的參數結構和標準化的調試軟件；擁有模擬量輸入/輸出功能、數字量輸入功能、繼電器輸出功能；通訊接口為系統集成，不僅安全便捷，而且操作、控制等也非常靈活，同時也具有良好的用戶界面。總體看來，變頻技能技術在我國的煤炭生產企業中擁有巨大的應用潛力，將其應用于各種機電設備當中，必然會獲得很好的節能效果。

3.交流四象限變頻器在煤礦機電設備中的運用

在煤炭生產過程中所需的各種采掘設備當中，需要面臨頻繁的調速、起停操作，尤其是輸送機、提升機以及電鏟等。頻繁的調速、起停操作需要變頻器可以進行四象限工作。四象限變頻器的主要工作原理是：變頻器把整流電路由原來的全波整流橋改為由IPM（智能功率模塊）構成的可控整流橋，當電機處于電動狀態時，四象限變頻器的控制與兩象限變頻器的工作是完全一樣的，當電機處于發電狀態時，四象限變頻器中原來的逆變電路將作為整流電路工作，而原來的整流電路則作為逆變電路工作，達到將電機產生的電量回饋到電網的目的[5]。

例如，某煤礦的電牽引采煤機采用了回饋制動四象限變頻器，綜合生產實際來看，采用了回饋制動四象限變頻器的電牽引采煤機，能夠有效調節工作面較大制動力矩，同時，牽引速度幾乎不受影響，機器也未產生下滑跑車問題。

交流四象限變頻器在提升機中的運用方面。采用交流四象限變頻調速系統的變頻防爆提升機，其顯著特點就是，控制模式轉變為無速度傳感器矢量控制模式，四象限運行，同時具有全面的保護措施，例如過流保護、過壓保護、欠壓保護以及電機缺相保護等。

交流四象限變頻器在膠帶輸送機以及電鏟中的運用方面。利用陰象限變頻調速技術之后，有效解決了采用液力耦合器裝置時下行運輸皮帶機在啟動、運行、制動中形成的電機失控。變頻器隨時將電機產生的負力回饋到電剛中，減少發熱損耗，解決了機械系統及電氣系統的沖擊問題，延長了設備的使用壽命。電鏟（挖掘機）的工作條件惡劣，尤其是爆破不好時，挖根底作業更加困難，大沖擊載荷以及堵轉問題經常出現[6]，采用變頻技術也有效緩解了過大的沖擊載荷。

4.結束語

我國具有數量巨大的煤礦及其相關的機電設備，在煤炭生產企業當中應用變頻技術具有非常大的潛力和非常好的發展前景。倡導節能化發展的今天，利用變頻技術來實現煤炭生產企業的節能是今后煤炭企業必然會采取的節能舉措之一。

變頻節能技術擁有著優秀的變頻調節功能和顯著的節能減排效果，以上優點也增加了我國煤炭生產企業采用變頻節能技術的動力。展望未來，隨著變頻節能技術的穩定性越來越好、成熟度越來越高，其應用范圍和領域必將進一步擴大。

參考文獻：

[1]溫玉婷.變頻節能技術在煤礦的應用[J].電氣開關，2011，(02)：156-157.

[2]栗廣亮.PLC和高壓變頻器在礦井提升機中的應用[J].中國設備工程，2009，(03)：100-102.

[3]丁衛東.高壓變頻調速裝置在引風機上的應用和節能分析[A].節能環保和諧發展——2007中國科協年會論文集（一）[C]，2007：203-204.

[4]雷振廷.變頻節能技術在我國煤礦機電設備中的應用[J].科技資訊，2008，(34):133-134.

篇10

潔凈技術是適應實驗研究與產品加工的精密化、微型化、高純度、高質量和高可靠性等方面要求而誕生的一門新興技術。六十年代中，美國的電子、精密機械等工廠的潔凈室如雨后春筍，對當時科學技術和工業發展起了很大的促進作用，而這個時期，中國潔凈技術的發展才剛剛起步，在那非常特殊的困難時代，圍繞精密機械、航空儀表和電子工業的需要，中國的潔凈技術工作者開始了自己的創業歷程，并取得了長足的進步。改革開放一聲炮響，八十年代起中國經濟開始穩定的高速增長，國際投資持續注入，一批跨國集團在中國陸續興建了眾多的微電子工廠，潔凈室工程及技術也隨之在中國迅速發展完善起來。伴隨著九十年代珠三角地區擴廠速度的加快，為適應電子工業對潔凈工作環境的需求，一個個民營潔凈工程企業應運而生，科標凈化，就是其中之一。

1999年11月，深圳市科標凈化設備有限公司成立，創始團隊是一批擁有名牌工科院校背景的專業團隊，這樣的背景也造就了科標公司異于同行的發展歷程及經營理念。即以專業的心做專業的事，踏踏實實走好每一步，不搞花架子，不貪圖求大，一步一個腳印將公司做強，做精，做實，更重要的是把公司做久。“專業誠信、腳踏實地、注重細節”，這樣的經營理念貫穿了科標公司所有的經營活動，也讓科標在競爭激烈的市場中拔得頭籌，穩健發展。2003年，科標公司承接了南玻集團、比亞迪、偉創力等大型潔凈室項目；2007年，在歷來是外企、大型國字頭企業包攬的TFT領域，科標首次以民營空調潔凈企業身份承接了萊寶高科的TFT潔凈室項目；2010年起連續三年工程額均超2億元，進入了華南地區空調凈化行業的前列。

近幾年，蘋果手機引領的智能終端銷售火爆，推動了社會資本紛紛投資觸摸屏行業，也讓專注于潔凈室工程的企業迎來了一波好行情。三年來，科標公司依靠在TFT、觸摸屏行業取的良好聲譽及業績，接了業內大部分大型企業、上市公司項目，如信利、萊寶高科、南玻、偉光、比亞迪、歐菲光、長信、金龍機電等，在觸摸屏行業客戶占據了相當不錯的份額。然而，“居安”需“思危”，盡管觸摸屏行業仍然保持著良好的勢頭，但高毛利、高成長的行業吸引了大量資本涌入，行業容量有限的觸摸屏行業不久即將進入飽和期，今后擴建新建廠房也將逐漸減少，這對潔凈工程企業也意味著競爭加大、利潤銳減。于是，嗅覺敏銳的凈化企業率先踏上了新的市場開拓之路。恰在此時，觸摸屏行業的客戶也有因行業空間規模小而轉投資PCB行業，讓科標頓受啟發。

看好PCB產業 科標積極布局

對于PCB行業，科標并不陌生。十多年間，科標也陸續承接過多家大型PCB企業的凈化工程，如硬板方面服務過珠海偉創力、安柏、深聯、廣州添利、惠州駿亞等，軟板企業如比亞迪FPC、珠海統贏、珠海奈電等，但總體而言，科標在PCB行業內的占有率還較低。現在回過頭來看，作為傳統電子基礎行業的PCB行業，發展平衡，行業容量大，隨著電子信息產業的蓬勃發展，PCB產業未來的潛力也相當樂觀。2013年發力PCB行業，科標凈化的布局清晰而篤定。

高標準的空調潔凈室有利于提高PCB生產過程的穩定及產品的可靠性，特別是線路板的曝光、絲印、疊合等工序以及軟硬板普遍遇到的材料由于溫濕度變化等原因造成的脹縮等問題；此外，隨著產品的精密度提高，大型高端PCB制造工廠對整廠的潔凈度、恒溫恒濕、防靜電要求會越來越高，主要表現在四個方面：加工的精密度；產品的微型化；產品的高質量；產品的高可靠性。作為華南地區空調凈化行業優秀企業，科標公司不僅在整廠規劃設計、成本控制、節能減排、運行效率等方面積累了十幾年的行業經驗，并不斷因應行業發展方向，幫助PCB企業走全局化科學布局、標準化管理的道路，致力于解決眾多PCB企業的未來隱憂。為此，科標公司于2012年組建了專門的PCB行業服務團隊，由行業資深專業人士負責，可提供企業前期免費軟硬板整廠工藝、產能規劃設計、免費整廠機電規劃設計、免費節能技術導入等，對于承接的工程還將提供終身服務。另外，由于科標擁有東莞15000設備工廠，主要設備材料均可自己生產，因此工程綜合成本行業較低，支撐了科標以合理的價格提供優質工程服務于客戶的能力。

節能導入 全程服務共同成長

長期以來，潔凈室的售后服務都被認為是“被動”的服務模式。作為一個希望在業界有所建樹的企業，科標公司認為從工程的規劃到施工，再到提供一個更有價值的工程是一個長期的過程，而這個過程需要配合客戶提供終身服務。十幾年來，科標公司一直專注于提供精品工程，主動為客戶提供貼身的服務。

進入21世紀，隨著產業鏈更趨完善，市場也更加成熟，PCB企業不斷擴充產能、興建工廠，行業規模不斷擴大。對于新廠的整廠規劃，科標凈化白云經理表示，科學合理的布局、兼顧效率與節能、綜合成本的管控這三項尤為重要。首先，所有規劃應滿足于生產的科學合理布局；其次，盡管在內地建廠土地供應較充裕，但在兼顧經濟性時盡量考慮同層，避免產品大量上下樓，且不宜建太多樓層，當然同時要考慮政府對容積率及自身經濟性的要求；另外，建造成本可以一次投入，而營運成本將伴隨企業終生，因此選擇工程施工單位顯得尤為重要。如潔凈工程施工如果前期過于考慮成本因素降低必要的標準，將造成后期的運營成本偏高，一旦布局不合理而又頻繁改造，將得不償失。由于目前工程行業大部分都在追求利益最大化，工程質量參差不齊，選擇承接能力較強、值得信賴的工程單位，其質量才可獲得保證。