煤礦井下掘進機電設備節能措施

文/閻強

我國是一個煤炭使用大國，人們無論是生產還是生活都離不開對煤炭資源的應用。在此背景下，對煤礦生產工作提出了極高的要求。煤礦井下作業是煤礦生產的關鍵環節，它的特點一是危險性高，二是能耗高。諸如煤礦井下掘進機電設備等的運行，均需要具有足夠的電能支撐。但另一方面，當今時代在經濟高速發展的同時，能源緊缺問題也正日益嚴重，節能成為了一個社會熱點話題。所以，在煤礦生產中，我們也應當要盡可能地節約能源、提高效益。實踐發現，通過在煤礦井下掘進機電設備中運用相關節能措施，可以大大提高其節能效果。以下就聯系實際來談談煤礦井下掘進機電設備節能措施，僅供參考。

1 合理選擇煤礦井下掘進機電設備

1.1 節能變壓器的合理選擇

節能變壓器是煤礦井下掘進機電設備中的核心部件之一，其直接關系到掘進機井下作業的節能效果，所以如果節能變壓器的選擇不夠合理的話，那么會大大提高煤礦井下掘進機電設備的運行能耗。一般情況下，為了實現更好的節能效果，需要定期檢查節能變壓器的負荷率，一旦發現其平均負荷率<30%，則要及時進行調整或者更換，最好將節能變壓器的平均負荷率保持在>50%。如果采用的是多種類型的動力變壓器，則更要重視對變壓器的合理選擇。具體來說，在選擇變壓器之時，首先要明確變壓器的能源消耗量，選擇能源消耗量在節能要求范圍內的設備，這樣才能夠確保整個煤礦井下掘進機電設備在運行過程中的能源損耗在合理范圍之內；其次要考慮到設備的長期使用效益，不能只顧著提高節能效果而忽視了設備本身的功能；再者還要合理確定變壓器的臺數，以提高其綜合運行效益，通常對于三級負荷的設備來說宜設置1臺變壓器，對于一、二級負荷占比較大的設備來說宜設置2臺變壓器，而對于部分受井下作業條件所限難以應用大容量變壓器的情況，則宜設置多臺小容量的變壓器。就現狀來看，目前在煤礦井下掘進機電設備中最常用的節能變壓器類型為S11變壓器和S15變壓器等，其中S15變壓器是最新型的變壓器之一，它使用了非晶合金材料，具有節能效果好、污染小、噪音小等優點。

1.2 輸送控制系統的合理選擇

輸送控制系統也是煤礦井下掘進機電設備中的重要組成部分，其主要功能和作用是在井下作業過程中輸送人員、設備及煤礦資源。現階段在煤礦井下作業中最常使用的輸送控制系統主要有兩類：一類是帶式輸送機，其的運行特點是電壓高、功率大，如果帶式輸送機的綜合性能達不到相關要求的話，那么將會嚴重影響到煤礦井下作業效率。但帶式輸送機的運行能耗很大，并且即使是在輕載或者空載的情況下，其仍然會處于正常運行的狀態，從而造成極大的電能浪費。所以，在選擇帶式輸送機之時，應當要盡量選擇能耗少的設備，并定期檢查設備的性能和運行情況，及時更換落后的設備，以免增加能耗。另一類是刮板輸送機，但經實踐發現，刮板輸送機的輸送效能要遠遜于帶式輸送機，也即是說在輸送同一批物品時，運用刮板輸送機所需消耗的電能要比運用帶式輸送機所需消耗的電能高。因此，在選擇煤礦井下掘進機電設備的輸送控制系統時，應優選選擇帶式輸送機。

2 合理使用煤礦井下掘進機電設備

2.1 科學評估和及時更換設備

為了減少煤礦井下掘進機電設備的電能消耗，應當要對設備進行科學評估和及時更換，以保證設備隨時都處于最佳運行狀態。在實際煤礦井下作業中，經常會出現作業人員為了圖方便或者加快作業進度而在未遇到巖石時就提前開啟乳化液泵的情況，這無疑造成了極大的電能損耗。而若想減少這種損耗，除了要加強對作業人員的宣教和管理外，更重要的是要在設備使用前后對其進行科學評估，及時調整或者更換超出能源消耗標準的設備。

2.2 在設備中應用變頻技術

變頻技術的原理是利用變頻器來實現控制電頻頻率。變頻器是一種由電源板、電極電容及控制面板等組成的復雜結構的設備。以往在沒有應用變頻技術之時，煤礦井下掘進機電設備中的電流頻率是不可改變的，因此設備只能夠長期以恒定狀態運行，整體能耗較大。而若在煤礦井下掘進機電設備中應用變頻技術，則可以根據煤礦井下作業的實際需求來合理調節設備運行狀態，從而實現節能效果。總的來說，在設備中應用變頻技術的優點主要有三：

（1）其功率器件采用了智能功率模塊IPM，可輕松實現功率變頻；

（2）其改進了傳統壓頻比的控制方式，擴展了應用范圍；

（3）其采用了人工神經網絡和模糊自優化控制系統，形成了專用集成電路；

（4）其同時擁有調速、通信、編程序參數辨識等多種功能，綜合功能較強。

2.3 在設備中應用電力無功就地補償裝置

影響煤礦井下掘進機電設備運行效率及能耗的一項關鍵因素是功率因數，如果功率因數偏低的話，則會使設備在運行過程中產生大量的無用功率，從而造成極大的電能浪費。針對這一問題，可以通過在設備中應用電力無功就地補償裝置來進行解決。電力無功就地補償裝置的主要功能是降低設備的能源損耗，并將其能源損耗控制在較小范圍內，這樣就可以達到更好的節能效果。

2.4 在設備中應用電氣自動化技術

電氣自動化技術本身就是基于節能發展理念所研發出來的一種技術，將其應用于煤礦井下掘進機電設備當中，可以大大提升設備的節能效果。以皮帶輸送機為例，通過在皮帶輸送機中應用電氣自動化技術，一可以給設備提供良好的抗干擾功能，二能夠對設備的運行狀態實現實時監控，以便于工作人員及時發現影響輸送能耗、效率及安全的問題。

2.5 盡量縮短低壓供電距離

供電距離在很大程度上影響著煤礦井下掘進機電設備的能源損耗，所以必須要重點關注這一問題。煤礦井下掘進機電設備的功率通常是固定的，設備的運行電流直接影響著供電電壓，若供電電壓量較高，則設備的電流量就會減少。這就意味著，一旦低壓供電距離過長的話，就會導致線路的阻抗性大大增加，從而產生較大的電能損失。所以，若想減少電能在傳輸過程中的損失，就需要盡量縮短低壓供電距離。

2.6 加強對設備的日常保養與維護

煤礦井下掘進機電設備如果發生了損壞或者故障，則很容易導致運行能耗大大增加，所以必須要加強對設備的日常保養與維護，以保證設備的各項功能和性能正常。具體來說，首先煤礦企業應當要制定完善的設備日常檢修維護程序。在每日使用完設備后都要對設備的各個部位進行全面檢查，特別是針對一些容易發生故障的關鍵部位要進行重點檢查，及時發現其中問題，及時進行修理或零部件更換；每日要做好對設備的保養工作，清理干凈設備縫隙處的灰塵和雜質，并檢查潤滑油是否足夠，若不夠則及時涂抹潤滑油；還要詳細記錄下對設備的檢修維護日志，以用于日后工作的參考。其次，要建立健全設備管理體系。制定精細化的設備檢查計劃，定期開展好檢查工作，包括多久清理一次電動機上的水、油、灰塵，多久檢查一次設備的絕緣性，多久測量一次設備的電壓和電源等等；規范設備管理程序，設立專門的設備管理部門，專項開展設備管理工作；還要細化人員分工，落實人員責任，確保當出現設備故障時能夠第一時間追究責任到人，而避免責任混亂、大家互相推卸責任的情況發生。再者，還要加強人員培訓，提高設備檢修水平。定期組織人員開展培訓活動，積極學習國際上先進的設備檢修技術，不斷提高作業人員、設備操作人員及管理人員的專業知識與綜合素質，使其知曉正確的設備操作方法，并端正工作態度；制定合理的人員激勵制度，將人員績效與其薪酬獎金等相掛鉤，從而提高人員的工作積極性。

3 結語

綜上所述，由于煤礦井下掘進機電設備的運行能耗較高，所以為了減少其能耗，必須要積極運用一些有效的節能措施。設備節能的要點主要可以總結為兩點：

（1）對設備進行合理選擇，即盡量選擇能耗低的設備；

（2）對設備進行合理使用，即積極在設備中應用一些節能技術、優化設備設計及加強對設備的日常保養與維護。