變頻調速在煤礦礦井通風機上的應用分析

劉通

摘要：隨著我國經濟不斷迅速發展，煤礦開采業各項工作已經越來越受到全社會廣泛關注。煤礦礦井通風機作為一項有效保障礦井安全生產的關鍵性核心設備，必須每日持續不斷的全面運行。因此，全面落實和推廣礦井通風機的經濟化運行意義重大，對于煤礦開采業降低成本和節約資源能夠起到重要促進作用。鑒于此，筆者在本文針對變頻調速技術在現階段煤礦礦井通風機上的具體應用策略進行一定分析和探究，并且提出一些合理化建議，以供參考。

關鍵詞：變頻調速技術;煤礦風機;應用策略

引言：

在現階段我國煤礦的日常生產各個環節中，通風網絡阻力以及風量需求在不同環境下都會產生不同程度的變化。因此，想要全面適應各種變化需求，有效避免煤礦礦井通風機的長期高能耗負荷，相關煤礦工作人員、技術人員可以選用變頻調速技術這項先進技術應用于煤礦礦井通風機使用過程之中 [1]。變頻調速技術擁有較為明顯的自身優點，其中昀為主要的就是能夠科學合理的改變風機轉速、讓啟動和停機都是“軟式”、降低發熱情況以及各類故障發生率的同時提高使用年限，完美達到煤礦礦井通風機經濟化運行、風量科學合理調節的終極目標。

一、解讀新時期礦井通風機的運行主要特征

新時期煤礦開采工作大環境下，煤礦礦井通風機以及其傳動電機的升級和設定工作極為重要，其通常是在礦井設計階段進行科學化選定，通風量主要根據礦井瓦斯日常涌出量、通風巷遭受的各種阻力以及井下作業人員總體數量等因素而決定。煤礦礦井通風機在滿速運行時的特性曲線與礦井通風網絡阻力特性曲線的交點，進而全面確定通風機的自然運行工況點

[2]。但客觀而言，自然工況點通常不是礦井通風機所要求的工況點，其主要原因為以下幾方面：1.預測的礦井瓦斯涌出量經常性大于實際的瓦斯涌出量。2.提前預測的礦井通風網絡阻力特性曲線與實際缺乏一致性。3.現階段工作環境下，礦井通風網絡阻力特性曲線經常伴隨采掘工作面的不斷推移而發生各種變化。4.一旦產量發生增減現象以及采煤方法變革，或者是日常工作中工人勞動生產率發生變化，礦井通風需求量也會隨之產生變化。5.節假日以及正常檢修期間，井下工人數量以及瓦斯涌出量都會呈現出減少態勢，這時候實際需要通風量也在不斷減少。實事求是的講，通風機的一般服務年限為十幾年以上甚至達到幾十年。想要確保礦井生產安全，通風機以及電動機的規格都會保留一定的余量，全面適應通風網絡阻力變化以及風量變化的不同需求和要求。鑒于此，煤礦礦井通風機的正常運行以及經濟運行都應當進行科學化的風量調節。

二、解析變頻調速技術在礦井通風機實際應用優勢

（一）變頻調速技術能夠有效節能

當前階段，我國礦井通風機通常有兩種高速風量，一種是機械、另外一種是電氣。此外的重要方法就是串級調速。經過各種實驗結果論證，串級、變頻是風量調速現階段一種昀為理想方法。在新時期礦井通風機中應用變頻調速技術，能夠將節能效果提高 35%左右，其具備的優秀節能性無疑為煤礦開采提供了經濟節約科學化方案[3]。

（二）變頻調速技術能實現軟啟動

在日常變頻調速技術的具體應用過程中，針對風機啟動電流分析能夠發現，啟動時電流為 0，隨之結合實際增加電負荷量進行不斷調整，在日常煤礦礦機的通風機使用過程中產生較大的沖擊電流，這種“軟啟動”方式無疑能夠全面提升煤礦通風機的使用壽命和延長其總使用年限。

（三）變頻調速技術能夠提高功率

結合變頻器監視綜合分析能夠發現，一般功率為 0.984，但在全面應用和設置變頻調速器后能夠科學化增強相應功效，并且大大減少對設備的資金投入，不但提高功率而且對采礦工作環境能夠全面改善和提升，而且還可以實現節能減排、綠色環保并且實際操作異常簡便。

三、新時期變頻調速技術在煤礦通風機上的具體應用

（一）變頻器的科學化選擇和應用

客觀而言，變頻器的整體工作原理是通過傳感器以及測量裝置檢測風機信號，然后將各種信號轉換為電流信號反饋到變頻器之中，進行標準信號與檢測信號的科學化比對，進而實現風機輸入頻率的合理化調節來全面改變風機的日常轉速。想要完全適應當前階段礦山開采各種較為惡劣的環境狀況，筆者建議采用自動化調控方式，自動信號采用 PID閉環反饋控制方法，也就是科學化的通過 PID系統控制變頻器，進而全面實現變頻器對煤礦通風機的智能化自動控制，有效改變煤礦通風機的轉速[4]。

（二）變頻調速器的具體安裝和調試

在現階段煤礦開采過程中，倘若煤礦礦井通風機傳感器安裝在堅固的底座上，傳感器安裝在風控機房之中，就必須要提前做好電子干擾的各項防護工作。變頻調速器應當盡量設置在與配電柜安裝在同一個地方，溫度保持在 10～40℃之間。灰塵與濕度也必須控制在標準化范疇之內。正式安裝過程中，工作人員必須要確保主電路接線是否正確，全面檢測通風機的運行是否穩定正常。在變頻調速器實現自檢工作后，在 PLC系統中輸入科學化的基本參數，全面進行加載試驗，在試驗過程中應當安排專業人員對礦井通風機進行細致觀察，觀看是否存共振問題，一旦發現共振則必須做出相應的參數調整。

（三）變頻調速技術應用經濟效益

針對變頻調速技術應用于現階段煤礦礦井通風機中所產生的巨大經濟效益而言，可以進行這樣一個實例分析：倘若煤礦通風機的額定流量為5l8m3/min、額定功率為 60kW，每年通風機運行的時間為 300天，運行時間為每日 24小時（其中 13小時以50%負荷正常運行、11小時以 90%負荷全面運行），在上述設定條件下能夠計算出：W=60×11X（100%-69%）X300～0×13×（95%-20%）×300=236880kW.h。設定為電能每 kW·h為 1元錢，那么一年電費節約數量能夠超過 20萬元。由此不難得出結論：變頻調速技術可以全面有效的降低風機的日消耗量，并且具備相當高的經濟價值和經濟效益。

結束語：

綜上所述，新時期先進的變頻調速技術在煤礦風機上全面應用與推廣意義重大且“任重而道遠”。這項先進技術不但可以降低人工勞動力投入數量，還能夠全面實現節能減排的使用效果，并且能夠產生巨大的經濟效益。因此，相關部門以及工作人員、技術人員在日常實踐過程中應當不斷探索、不斷創新，力爭尋找到更為科學化、合理化的應用策略與應用技巧，力爭讓我國的煤礦開采業整體質量和水平能夠邁上一個新的臺階。

參考文獻

[1]侯海清.變頻調速技術在煤礦風機上的應用探析[J].機械管理開發，2017，3210：79-80.

[2]米曉杰.變頻調速技術在煤礦風機上的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2016，13：129-130.

[3]李文濤.礦井主通風機變頻調速監控系統研究與開發[D].青島科技大學，2013.

[4]李學蘭.變頻技術在煤礦生產中的應用[J].產業與科技論壇，2013，12（24）：63-64.