風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置在汝箕溝煤礦的應(yīng)用

摘要：變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)和節(jié)能技術(shù)，已經(jīng)滲透到所有經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中，應(yīng)積極應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù) 節(jié)約能源

1 使用普通的風(fēng)機(jī)組合開關(guān)存在的問題

目前汝箕溝煤礦井下使用河南省濟(jì)源市鑫科礦山電器有限公司生產(chǎn)的QBZ2-4×120/1140型礦用隔爆型四回路風(fēng)機(jī)組合式真空電磁啟動器來實(shí)現(xiàn)局部通風(fēng)機(jī)的控制。這種傳統(tǒng)的局部通風(fēng)機(jī)控制方式存在的缺點(diǎn)：一是局部通風(fēng)機(jī)只能在工頻下運(yùn)行，在掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)的選擇上，只能根據(jù)工作面的需風(fēng)量來選擇合適功率的局部通風(fēng)機(jī)，但是掘進(jìn)工作面的掘進(jìn)巷道長度增加時(shí)，需風(fēng)量隨之增加，局部通風(fēng)機(jī)滿足不了供風(fēng)要求，就需更換風(fēng)機(jī)，當(dāng)選擇大功率的局部通風(fēng)機(jī)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)的耗電量不可忽視；二是這種傳統(tǒng)的局部通風(fēng)機(jī)控制方式，不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、風(fēng)量隨著工作面瓦斯?jié)舛鹊淖兓{(diào)整；三是當(dāng)掘進(jìn)工作面的瓦斯?jié)舛瘸^《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定時(shí)不能自動停風(fēng)，存在“一風(fēng)吹”的問題；四是風(fēng)機(jī)直接啟動，在啟動時(shí)對風(fēng)筒沖擊力較大，有可能造成風(fēng)筒在風(fēng)筒與風(fēng)機(jī)連接處破裂。

2 風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置的特點(diǎn)

山西華鑫電氣有限公司生產(chǎn)的礦用隔爆兼本質(zhì)安全型Exd[ib]I Mb風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置是由變頻調(diào)速控制系

統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和主回路組成，自動化程度高，可用于煤礦井下局部通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。在井下巷道掘進(jìn)時(shí)，該裝置在確保掘進(jìn)工作面有充足的新鮮風(fēng)流和瓦斯?jié)舛炔怀^規(guī)定的安全值為條件，自動根據(jù)工作面瓦斯?jié)舛龋谠O(shè)定范圍內(nèi)調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，從而實(shí)現(xiàn)工作面風(fēng)量的調(diào)整，使局部通風(fēng)機(jī)節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。當(dāng)掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛瘸^設(shè)定值時(shí)，可以自動停風(fēng)，避免“一風(fēng)吹”。該風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置可以在低頻率下啟動風(fēng)機(jī)，減少對風(fēng)筒的沖擊，保證了風(fēng)筒的安全。

3 風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置在汝箕溝煤礦的使用情況

2012年8月25日至11月15日，汝箕溝煤礦在01022116切口掘進(jìn)工作面掘進(jìn)過程中，由汝箕溝煤礦通風(fēng)科、通風(fēng)隊(duì)、綜掘隊(duì)等單位大力配合下，正式使用山西華鑫電氣有限公司的風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置，并對風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置的相關(guān)參數(shù)根據(jù)掘進(jìn)工作面的情況進(jìn)行了設(shè)置。2012年11月15日-2013年3月14在020306A工作面風(fēng)巷及上風(fēng)巷掘進(jìn)過程中繼續(xù)使用該風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置。在試運(yùn)行的七個月時(shí)間里，該風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，未出現(xiàn)重大故障造成掘進(jìn)工作面發(fā)生無計(jì)劃停電、停風(fēng)事故。

風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置在汝箕溝煤礦試運(yùn)行結(jié)果及存在問題：①具有風(fēng)電閉鎖功能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電閉鎖。②能實(shí)現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)自動斷電切換功能。③汝箕溝煤礦020306A風(fēng)巷工作面設(shè)計(jì)需風(fēng)量353m3/min，局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率為42HZ時(shí)，實(shí)測風(fēng)量為374m3/min，滿足要求。④根據(jù)實(shí)地試驗(yàn)，當(dāng)T1、T2瓦斯傳感器瓦斯?jié)舛染?.1%范圍內(nèi)（含0.1%），風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置輸出頻率為42HZ；當(dāng)T1、T2任何瓦斯傳感器瓦斯?jié)舛却笥?.1%小于0.5%（含0.5%），風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置運(yùn)行頻率在42-50HZ之間，隨瓦斯?jié)舛鹊脑黾映烧壤黾樱划?dāng)T1、T2任何瓦斯傳感器瓦斯?jié)舛却笥?.5%小于0.8%時(shí)，運(yùn)行頻率保持工頻運(yùn)行；當(dāng)T1、T2瓦斯傳感器任何一個探頭大于0.8%時(shí)，瓦斯電閉鎖功能利用現(xiàn)有礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。⑤當(dāng)T3瓦斯傳感器瓦斯?jié)舛却笥诘扔?.5%時(shí)，風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置的運(yùn)行頻率逐漸減少至零，風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)變頻調(diào)速裝置為待機(jī)狀態(tài)，風(fēng)電閉鎖動作，切斷動力電源，當(dāng)T3小于0.5%時(shí)，變頻調(diào)速裝置自動啟動，隨瓦斯?jié)舛鹊臏p少而運(yùn)行頻率增加；當(dāng)T1、T2任何一個瓦斯傳感器大于3%時(shí)，主、備風(fēng)機(jī)停機(jī)，風(fēng)機(jī)變頻裝置閉鎖，不能上電運(yùn)行，需要人工解除閉鎖后，方可啟動風(fēng)機(jī)變頻裝置運(yùn)行，即避免“一風(fēng)吹”。⑥能實(shí)現(xiàn)人工手動變頻排瓦斯，即設(shè)備具有自動控制和手動控制運(yùn)行的方式。⑦能實(shí)現(xiàn)全壓軟啟動，減少對風(fēng)機(jī)風(fēng)筒的沖擊。⑧節(jié)能效果明顯。在020306A風(fēng)巷掘進(jìn)工作面風(fēng)機(jī)使用變頻調(diào)速后用電對比如下：a風(fēng)機(jī)使用型號為FBDNo6.3/2×30的礦用防爆型壓入式對旋軸流局部通風(fēng)機(jī)，功率為2×30KW。在試運(yùn)行的七個月時(shí)間里，共節(jié)約電費(fèi)34556元。b使用普通風(fēng)機(jī)組合開關(guān)：使用普通風(fēng)機(jī)組合開關(guān)時(shí)，風(fēng)機(jī)在工頻情況下運(yùn)行，運(yùn)行電流為45A，則運(yùn)行24小時(shí)用電量為Q1=1.732UIcosφh=

1.732×0.66×45×0.85×24=1049KWh。c使用風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置：使用風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置時(shí)，根據(jù)掘進(jìn)工作面需風(fēng)量，將運(yùn)行頻率調(diào)整為42HZ，運(yùn)行電流為31A，則運(yùn)行24小時(shí)用電量為Q2=1.732UIcosφh=1.732×0.66×31×0.85×24=723KWh。每天可節(jié)約電量△Q=Q1-Q2

=1049-723=326KWh。每天可節(jié)約電費(fèi)326×0.53=

172.78元。

存在問題：①該風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置具備瓦斯電閉鎖功能，但不能與現(xiàn)有的瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。瓦斯電閉鎖由現(xiàn)有的瓦斯監(jiān)測分站來實(shí)現(xiàn)。②現(xiàn)變頻裝置不能實(shí)現(xiàn)安裝4個以上（含4個）瓦斯傳感器的功能，不能加裝傳感器實(shí)現(xiàn)對風(fēng)速和溫度以及風(fēng)流混合處瓦斯?jié)舛鹊臏y量。

總體來說，該風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速裝置在汝箕溝煤礦運(yùn)行情況良好，節(jié)能效果明顯，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率隨瓦斯?jié)舛鹊淖兓兓墓δ苓\(yùn)行穩(wěn)定、可靠，值得進(jìn)行推廣使用。

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