礦用通風機節能技術分析與探討

郭小亮 郭長華(陽鼓風機通風設備有限責任公司 遼寧省沈陽市 110141)

在我國，通風設備是礦井中耗能最高的應用設施之一，基本每家煤礦企業的礦井都應用通風機來完成生產過程。在國家提倡保護生態環境的政策指引下，建立低碳、生態礦山成為了煤礦行業發展的必然趨勢，進而煤礦節能問題也成為了礦井工作環節當中的重點研究對象之一，對于煤礦的安全生產與保護環境都有著極其重要的意義[1]。變頻技術的引入能夠完善礦用通風設備，提高機器的自動化水準，最終實現通風機節能。

一、礦用通風機節能技術的設計與原理

礦用通風機的節能方式有多種選擇，采用不同的節能方法能夠在不同程度上實現其節能要求。經研究得知，最優化的節能方式為變頻改造法，有著極為明顯的應用優勢。變頻即改變電源頻率，即通過對通風機電流的轉換來實現電動機運轉頻率的調整，把固定的電網頻率改成可變頻率。變頻技術具有節能、高速驅動、精準控制等優勢，現今廣泛應用于礦用通風機的改良設計之中。

1.礦用通風機的幾種常見節能技術

我國目前針對礦用通風機的節能調整有幾種方法，如下：

（1）直接選擇與實際工作需求相符合的通風機。

（2）改變現有通風機的設計管路。

（3）針對現有通風機的運行環境來協調控制其運行狀況。

2.節能效果的改良

通過對礦用通風機節能技術的研究，發掘其中最優化的節能效果，有針對性的對通風機進行改良，以備應用于實踐，其具體方法如下：

（1）對通風設備進行節流調整。其具體做法：在風機轉速固定的前提下，用壓力截流開關裝置的使用來改變風機流量。經分析得知，該方法的使用，對于風機的風速的影響不大，而且該方式對于生產成本管理也沒有起到有效的控制作用。

（2）基于液力耦合器而進行的調速節能法。其具體做法：應用液體傳遞扭矩，在電動機轉速恒定的前提下，通過耦合器中的泵輪和渦輪等裝置的調整改變，使液體船體扭矩從而改變通風機的轉速。在以前的礦井節能化建設中，這種方法應用較為廣泛，隨著技術的革新，這種方式逐漸被淘汰，因其占地面積過大、調速效果不明顯等劣勢導致。

（3）利用變頻技術節能。截至目前，這是一種相對成熟的技術成果。由于變頻器的成本較低，在原有通風設備中加入變頻器，其成本并沒有明顯改變，但又能夠起到調速節能的效果，所以利用變頻技術節能法的應用較為廣泛。變頻調速節能技術已經成為礦用通風設備的主要節能方法，基于此技術對礦井應用中的通風機進行低成本改造，其節能優勢日益凸顯。

二、礦用通風機變頻節能技術的改造流程及應用現狀

1.變頻調速技術的作用機理

交流電動機變頻調速是在微電子理論基礎上演變而來的新技術，它是一種以改變電機頻率和改變電壓來達到電機調速目標的技術手段[2]。此技術的顯現，相對于傳統的直流電機調速手段具有明顯的技術優勢，其特點表現在：調速范圍廣、調速效率高、安全性能佳等優勢。它是當下一種較為合理的調速方法，作用機理符合節能要求。

2.運用變頻調速機理進而實現節能

基于變頻調速器的特殊性質，它有著不同的類別。礦用通風機往往承載能力較弱，且無需過高的負荷壓力，所以我們可以選擇性能和價格較為低廉的變頻調速器，這就已經能夠滿足通風機的正常穩定運行要求。

在變頻調速器的應用改造過程中，對于其信號要進行有效控制。一般情況下，變頻器速率相比額定轉速的比值應控制在75%-100%區間，且不低于50%。如若頻率信號受礦井環境的影響較大，可采取必要的抗干擾技術進行調節，進而保證其信號的適當控制，促進變頻調速器的合理改造。

礦用通風機的變頻改造流程步驟清晰，改造環節較為簡單，除了對用戶給定的信號做好必要的控制外，接下來就只需進行對系統的設置工作即可完成改造。

經過對通風機進行變頻改造后，完成了其基本的節能效果。其節能原理很簡單且易實現，在我國礦井通風機設備配置中獲得了普遍應用。節能的功率與其通風面積呈現正比例的趨勢，起到了合理化的配置資源、有效的利用資源的作用。可見，應用變頻調速器進行改造礦用通風機，節能效果明顯。

結束語

礦用通風機在實際應用中采取變頻調速的方式，能夠起到節能的效果。隨著時代的發展與社會的變革，礦用通風機節能技術也在不斷成熟與進步，人們更期望尋求一種簡便、經濟的手段來完善礦用通風機的節能設計，顯然變頻設備可以實現這一目標，使改造后的通風機的應用效果更為明顯，并且能夠起到安全防護的作用。目前國內的煤礦企業數量居多，在國家政策的要求下，礦用通風機的節能技術與手段將進行廣泛的推廣使用，保證安全生產。

[1]石雪松，徐常武，商景泰.我國礦用通風設備行業現狀及發展分析[J].通用機械，2011，12（06）：156-157.

[2]羅會清.煤礦主通風機節能技術應用綜述[J].風機技術，2013，4（03）：112-113.

[3]巨廣剛.我國煤礦用主通風機節能現狀分析[J].礦業安全與環保，2010，11（08）：178-179.