變頻節能技術在煤礦通風機的運用

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1.變頻節能技術在煤礦通風機中應用礎分析

據有關調查顯示，我國大多數針對煤礦通風機而進行的變頻節能技術改造中，主要是按照變頻節能的技術原理以及煤礦通風機中存在的問題入手，結合其應用情況而發揮兩者結合的最大效果。下面針對具體的變頻節能技術原理以及煤礦通風機的應用問題進行詳細的論述，為后期進行技術應用實踐而奠定基礎。(1)技術應用原理針對變頻節能技術的應用原理進行分析，主要是從煤礦通風機中的電動機部件入手，結合其運行特點而展開詳細分析。在煤礦通風機當中，其一般是采用交流異步電機來進行風機的運轉，但是由于交流異步電機具有尺寸小、成本低、周期長以及穩定性的特點，就導致其在風速調節上存在一定的缺陷。變頻節能技術是在交流異步電機中加入了交流變頻調速功能，達到調整電動機轉速調整的效果。然而，在優化電動機的轉速調整功能之后，同時會影響到電動機轉動的穩定性，進而影響到電動機運轉的性能上。由此，還需要在電動機改良過程中加入恒功率技術以及恒磁通技術，從多個角度來實現對送風量的控制以及運行功率的保障。與此同時，變頻節能技術的應用使得電動機還會長期處于低負荷的運轉狀態，進而造成大量的電能被消耗掉，造成不必要的電能浪費。這就需要在具體應用變頻機能技術時結合煤礦通風機的電力消耗情況而進行改善，達到節約電能利用的效果、減低能耗。變頻技術主要就是根據流體力學比例定律而進行研制的。其中，當通風機的轉動速度發生變化時，其轉速和風量存在一定的正比關系。而當風量的總需求小于電機功率所產生的總風量時，我們就可通過減小風機轉動的速度來實現對電機功率的有效調節，這樣就能實現對通風機設備轉動速度的有效調節，以此來達到節能降耗的目的。(2)技術應用現狀調查顯示，在目前的煤礦通風機應用中大致是存在節能問題、通風系統建設問題、通風管理問題以及安全監察問題等現狀，制約著煤礦通風機的性能發揮。具體而言，在煤礦通風機應用的節能問題上，主要是由于煤礦通風機的運轉，使得其需要大量的電能，并且在較長的時間內保持大量的電能消耗情況，導致煤礦通風機的送風量有限，進而也就無法滿足煤礦的通風需求。同時，由于煤礦通風機具有啟動難、完善程度低的特點，就導致其設備容易出現損壞等各種故障，有時甚至可能出現設備絕緣體破壞造成電流問題，極大地影響了煤礦通風機的使用壽命。而針對其通風系統不完善的情況，則是由于人為原因和開采環境的限制等導致了煤礦通風機在設計時就埋下了一定的安全隱患，并且隨著其運行時間增加，在應對一些復雜的巷道環境、巖石硬度以及建設工藝等容易導致撞擊、翻車等安全事故的發生，危害人員安全。此后，針對通風系統的管理問題和安全監察管理問題則是由于缺乏安全管理制度的制定和規范，導致在進行通風系統管理時，缺乏統一的標準規范，進而容易導致煤礦通風機風門出現質量問題，影響其性能的發揮。而且，由于對安全監察工作重視程度有限，就導致在缺乏安全監察制度的情況下，使得其調控管理上存在缺陷，影響了通風安全性的管控。

2.變頻節能技術在煤礦通風機中的應用實踐分析

上面已經對變頻節能技術在煤礦通風機的應用實況進行了大致的分析，可以發現：在推進變頻節能技術應用時，需要從多個角度實現對煤礦通風機的問題解決，并結合變頻節能技術的應用原理來優化其結合形式，最終推動煤礦通風機性能的優化。主要的變頻節能技術在煤礦通風機中的應用實踐有以下幾個方面：(1)變頻器的改良在煤礦通風機中應用變頻節能技術，主要是從煤礦通風機的變頻器的安裝出發，結合一定的變頻調速功能發揮情況，實現對煤礦通風機的送風量、風速、運行效率以及穩定性的掌握，全面提高煤礦通風機的節能效果。具體地，在變頻器的選擇上，主要是通過分析交—交變頻器、交—直—交變頻器等兩種變頻器種類，來研究其調速的效果。在交—交變頻器即直接式變頻器上，其工作原理是通過將工頻電流來轉化為可調電流，來實現對電流的調整，進而減少電能消耗的效果。而交—直—交變頻器即間接式變頻器則是通過一種二重變換的方法，以直流為中介，實現工頻電流與可調電流的順利轉換。這種通過直流介入轉換過程的變頻方法，可以有效地提高電能的運轉效果，進而實現煤礦通風機的調速功能。(2)PLC變頻調速處理系統的優化除了對變頻器的改良之外，針對PLC變頻調速處理系統的優化上則是通過研究PLC系統的構成以及其變頻調速處理系統的功能等兩個角度來實現對煤礦通風機的變頻節能效果發揮。具體地，針對PLC系統構成分析，主要是通過對中央處理器、輸入單元、輸出單元、電源以及存儲器等設備部件而進行優化。其中，對中央處理器的分析，主要是提高PLC系統數據儲存和分析能力，同時優化其對于設備故障的檢修和維護能力的發揮，保障各種情況下能維持PLC變頻調速處理系統的正常運行。現階段，在煤礦通風機的PLC系統中，主要是選用一些成本低、安全性高、尺寸小以及處理運行穩定的設備，來保障PLC變頻調速處理系統有良好的基礎元件設施。此外，針對PLC變頻調速處理系統的優化，則是通過對其內部的控制主程序、子程序等各種運行程序的完善來加強對變頻節能效果以及調速的實現。一般而言，PLC變頻調速處理系統中的主程序是需要在子程序自檢完成之后，針對煤礦巷道內部的瓦斯含量等數據分析的前提下，而準確設置煤礦通風機變頻通風的功率，進而實現PLC控制系統的開關控制。目前在PLC變頻調速處理系統對煤礦巷道內部的瓦斯含量進行測定時，是采取在煤礦通風機電動機位置附近一定范圍內的濃度測量的方法。但是，考慮到煤礦內部掘進面的持續深入，會導致空氣中瓦斯含量的大量增加，進而使得在PLC變頻調速處理系統運轉下，改變煤礦通風機的功率和送風效果，保持煤礦巷道具有較好的通風環境，提高其安全性。(3)液力耦合器調速的完善針對煤礦通風機內部的耦合器調速功能的完善，則是通過應用新型的液力耦合器來達到調整煤礦通風機運行速度的應用方式。在目前的煤礦通風機內部電動機耦合器完善中，主要是通過優化耦合器的泵輪以及渦輪轉速調節設備來達到調整整個煤礦通風機轉速的目的。這種液力耦合器在應用時需要借助液體的幫助在傳導扭矩的作用下，控制煤礦通風機的轉動速度，并且同時提高煤礦通風機的電動機運行穩定性和功率輸出的平穩性，這也就使得其有著廣泛的實用價值。但是，結合變頻節能技術的不斷發展，液力耦合器對煤礦通風機調速的控制，也逐漸顯示出其由于體積大和調速效果不夠突出的缺陷，影響了應用情況。

3.總結

綜上所述，通過對變頻節能技術在煤礦通風機中的應用分析，不僅實現了在對變頻節能技術的應用原理以及煤礦通風機存在的問題分析上的應用基礎研究；我們應首先認識與了解通風機變頻技術節能原理和變頻技術在通風機運行中的重要作用，進而將變頻節能技術高效的應用在煤礦的通風機中，這樣就能提高整個煤礦生產的安全性，而且可以在考慮到煤礦通風機的應用環境和調速效果等因素前提下，在展開變頻節能應用時，推進變頻調速和通風機的風量效果改善，最終不斷優化煤礦的通風效果。

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作者:孫杰單位:山西焦煤西山煤電集團馬蘭礦