空壓機變頻改造技術在煤礦中的應用

陳耀津

（開灤唐山礦業分公司開拓區，河北 唐山 063000）

空壓機變頻改造技術在煤礦中的應用

陳耀津

（開灤唐山礦業分公司開拓區，河北 唐山 063000）

煤炭目前在我國現階段來說是一種主要的能源資源，隨著現在工業的大力發展，它在經濟建設發展中起著舉足輕重的作用。但是在現在的煤炭企業中現代化設備的不斷更新投入，其電能消耗則成為了企業最為關注的重點。因此，節能減排就成了煤炭企業乃至整個行業中首要考慮的問題：它要降低自身生產成本，提高產品質量。本文結合我礦特點，分析了空壓機變頻改造技術在煤礦中的節能應用，最后得出結論。供企業實際生產參考。

變頻調速；節能措施；空壓機；煤礦企業

現在的煤炭企業礦井中的生產設備系統比較多，它的用電量也是在整個礦井系統設備中遙遙領先的，據不完全統計占到了企業用電量的80%左右，這些數據的產生主要來自于空壓機、礦井提升機、采掘等動力負荷變化較大的機電設備，它在啟動、加減速和制動等方面浪費的資源比較大。基于此，結合電子技術的發展應用，像一些變頻節能技術在礦山、機械、電力方面得到了廣泛重視，在能源緊缺的大環境下得到了推廣應用，深受企業的歡迎。

一、 變頻節能技術在我礦應用成效綜述

以下以我礦為例，介紹變頻節能技術在我礦使用得到的成效：我礦在井下共有7002、7042、南五三個空壓機房，分布在11、12、14三個水平，為11、12、13、14水平的開拓、掘進、綜采工作面生產和事故應急用風。現將7002、7042、南五三個空壓機房空氣壓縮機基本情況見表1和表2。

（一）改造前在用活塞式空壓機系統工況分析

主要存在的問題。首先是運行狀態不平穩。在改造之前一般地會存在運行狀態不平穩的現象。主要問題出現在以50Hz狀態運行。一方面是如果空壓機氣缸內的壓力達到了我們設定的0.8MPa數值時，這個時候空壓機就會自動關閉進氣閥，主要是通過油壓來進一步關閉。另一個方面的問題是如果壓力下降到我們設定的0.6MPa 下限數值時候，此時，空壓機就會打開進氣閥。所以生產的工作狀況實際決定了用氣量會時常變化，這樣就導致了空壓機經常在半載或輕載下運行。其次是損失電能現象較多。主要體現在如果不能排除滿負荷狀態下長時間運行的這種可能性，就得靠最大供風量來決定電機容量，這個時候設計冗余量一般都是偏大的。在運行中，輕載運行時間所占的比例是很高的。同時，主電機時常空載運行，屬非經濟運行，電能浪費嚴重。

表1 原來泵房風泵情況

表2 現在泵房風泵情況

圖1

（二） 空壓機變頻節能原理

空壓機變頻節能原理如圖1所示。它主要是通過改變電動機電源頻率來實現電機轉速的調節，最終起到高效率、高性能的節能目的。但是需要注意的是，在實際的應用中只要改變頻率f，就可以改變電動機的轉速。

（三）空壓機變頻改造方式設計

我礦現有7002泵房它采用的是660V供電電壓等級的MLG-30.4/8-185G型雙螺桿式空壓機三臺，配套ACS800變頻柜三臺，接線柜三臺和PLC集控柜一臺，更新換代5臺活塞式4L-20/8型空氣壓縮機（380V供電電壓等級）。鑒于節能技術的需要我們對其進行技術改造。

1 控制方式。如圖2所示，一臺變頻器控制著一臺空壓機。然后再通過三個壓力變送器等實現著三臺空壓機聯控變頻調速運轉，并保持壓力的恒定，以達到節能的目的。

2 控制系統組成。從圖2中我們可以看出，PLC集控柜、變頻器、壓力變送器等組成了壓力閉環控制系統。其中PLC集控柜控制著變頻器，并調整變頻器的輸出頻率控制電機轉速。

圖2 7002壓風機泵房空壓機變頻控制系統原理圖

（四）通過使用變頻技術改造后的供電系統帶來好處

1 節約了電費收益：改造后每月可節省電量267.2（kWh）。

2 實現了品質的提升。這方面主要體現在恒壓供風上，它的工作原理主要實現了變送器和集控柜一拖三型式控制，保障了空壓機在設定的壓力值上正常持續工作。

3 完善了保護功能：通過上面的分析及實際使用情況來看，變頻技術較改造之前在超壓保護、油細分離器阻塞保護、油過濾器阻塞保護等功能方面得到了完善。

結語

經過上面的闡述分析，總結得到了我礦在具體使用變頻技術改造后的節電實際效果，一方面提高了系統設備的效率，滿足了實際的生產需求；另一方面在設備的維修費用上也節約了維修費用，更進一步的減少了設備的維護費用。但是隨著經濟的快速發展和科技技術的不斷更新使用，在一些的礦產企業中也要不斷地積極推廣使用先進的空調變頻技術，這樣才能逐步滿足企業的生產需要，提高生產效率，真正意義上的做到節能環保。

[1]李良仁.變頻調速技術與應用[M].北京：電子工業出版社，2004.

[2]王占奎.變頻調速應用百例[M].北京：科學出版社，1999.

TM921

A