煤礦機電設備中變頻節能技術的應用

許曉林

摘? 要：煤礦生產環境惡劣、情況復雜，工作量較大，需要使用大量機械設備輔助作業，要求開采技術水平不斷提升。但是相較于發達國家，我國煤礦井下機電設備還有所不足，在保證設備安全穩定運行的同時，還要考慮到設備節能效果。尤其是當前綠色環保背景下，節能減排在各行業達成統一共識，煤礦企業作為能源型企業首當其沖，應用變頻節能技術，推動煤礦機電設備優化創新是必然選擇。文章就變頻節能技術在煤礦機電設備中應用展開分析，在了解變頻節能技術原理和要點基礎上，促使此項技術應用在煤礦機電設備中，實現煤礦節能生產。

關鍵詞：變頻節能技術;機電設備;煤礦生產;節能減排

中圖分類號：TD407? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0171-02

Abstract： The production environment of coal mine is bad， the situation is complex， and the workload is large， which requires the use of a large number of machinery and equipment to assist the operation， which requires the continuous improvement of mining technology. However， compared with developed countries， there are still some deficiencies in coal mine mechanical and electrical equipment in China. while ensuring the safe and stable operation of the equipment， we should also take into account the energy-saving effect of the equipment. Especially in the current context of green environmental protection， energy saving and emission reduction has reached a unified consensus in various industries， coal mining enterprises as energy-based enterprises bear the brunt， the application of frequency conversion energy-saving technology to promote the optimization and innovation of coal mine mechanical and electrical equipment is an inevitable choice. This paper analyzes the application of frequency conversion energy-saving technology in coal mine mechanical and electrical equipment， and promotes the application of this technology in coal mine mechanical and electrical equipment to realize coal mine energy-saving production on the basis of understanding the principle and key points of frequency conversion energy-saving technology.

Keywords： frequency conversion energy-saving technology; mechanical and electrical equipment; coal mine production; energy saving and emission reduction

煤礦企業屬于能源型企業，在當前能源危機背景下，部分煤礦企業仍然沿用滯后的開采技術，對地質環境破壞較大，開采效率不高，資源損耗大。通過變頻節能技術的應用，推動煤礦機電設備改進優化，有助于減少機電設備能耗，提升開采效率，并且實現清潔開采，滿足節能減排要求。故此，煤礦企業應積極增加投入力度，大力推廣和應用變頻節能技術，以求提升煤礦開采效率，減少能耗，為我國經濟持續發展做出更大的貢獻。

1 煤礦機電設備應用變頻節能技術的現狀

煤礦機電設備中推行變頻節能技術，需要充分契合煤礦生產情況，優化生產工藝，提升開采效率的同時，減少機電設備能耗。變頻節能技術實際應用，交流電周期固定模式更換頻率，在后續具體工作中依據工作負荷、工作環境和工作內容來動態調整。結合可持續發展相關要求，煤礦行業引進變頻節能技術是必然選擇，尤其是煤礦機電設備類型和規模不斷增加，充分發揮變頻技術優勢，可以大大降低電能損耗和企業生產成本，賦予企業可持續發展動力[1]。

隨著我國工業化進程不斷加快，對煤炭資源需求度急劇增長，但是從我國煤礦行業開采情況來看，電能損耗問題居高不下，致使企業成本較高，而變頻節能技術可以在機電設備中加以應用。如：在提升機、采煤機和皮帶機等設備中應用，會使電能損耗顯著下降[2]。故此，新時期煤礦企業應該深入研究和分析變頻節能技術，明確其應用重要性，在不影響開采效率、效益基礎上，靈活運用變頻節能技術，降低電能損耗，謀求可持續發展[3]。

2 機電設備中變頻節能技術原理

我國煤礦開采行業改革發展，節能減排是主要方向，在提升機、采煤機和皮帶機等機電設備中應用變頻節能技術，可以有效降低電能損耗，提升開采效率。就變頻節能技術的原理來看，是通過交流電固定周期模式來調整機電設備運行功率，并通過應用智能化電氣系統，推動機電設備智能變頻。如：機電設備空載運行中，降低設備功率到最低成本，減少機電設備能耗。如果設備滿載運行，調整機電設備功率到峰值，提升采煤效率同時，將能耗降到最低，是煤礦開采企業主要關注的內容[4]。基于變頻節能技術，有助于推動機電設備智能化操控，減少勞動強度和工作量，降低生產成本和設備維護成本，推動采煤過程自動化、智能化發展[5]。

3 煤礦機電設備中變頻節能技術的應用

變頻節能技術作為一種前沿技術，應用在煤礦機電設備改造中，更加智能的結合設備運行情況，動態調整設備運行功率，提升設備運行效果。但是，要充分結合不同的采礦設備，靈活高效運用變頻節能技術，充分發揮此項技術的作用。

3.1 采煤機應用變頻節能技術

煤礦機電設備中，采煤機作為重要組成部分，電能損耗量較大，其中包含電氣系統、機械系統和液壓系統等，基于變頻節能技術，可以實現各系統能耗降低[6]。其組成部分可劃分為采煤機，包括裝載系統、切割部、行走裝置和其他控制裝置等。切割裝置結合不同工作面動態調整設備運行功率，大功率適合大工作面作業需要，將煤礦快速納入到裝載系統中，小工作面下減少切割工作面，以此來實現節能減排的目的。裝載系統需要結合采煤量來調整設備運行功率，促使裝載速度和采煤速度匹配。行走裝置，采煤機作業時牽引力有所偏差，需要變頻調節行走裝置頻率，保證牽引力足夠基礎上，將電能損耗降到最低。另外，通過變頻節能技術合理運用，除了降低采煤機能耗，還可以減少采煤機運行負荷，提升設備使用性能、使用壽命。

3.2 風機設備應用變頻節能技術

煤礦開采中，風機設備不可或缺，主要是由于井下環境相較于封閉，有很多有毒有害氣體，應借助通風設備將有害氣體稀釋、排出，創設安全的井下作業環境。通常情況下，礦井下風機設備主要是用于換氣操作，伴隨煤礦開采不斷深入，礦井下的氣體含量有所變化，通過風機設備中應用變頻節能技術，在創設安全開采環境下，減少風機設備的運行壓力。保證井下空氣質量符合要求，井下沒有瓦斯等有毒、易爆氣體后，風機設備可以停止運行，減少不必要能耗。同時，將變頻節能技術和空氣檢測設備結合在一起，動態依據井下空氣質量自動調節，自動化水平較高。通過變頻節能技術在風機設備中應用，煤礦企業取得了可觀的成果。

3.3 提升機中應用變頻節能技術

不同礦山類型不同，對于一些開采難度大，礦井深的礦山，需要借助提升機將煤炭資源運輸到地面，然后進行后續加工。提升機是煤礦企業主要生產設備之一，為了大大提升煤礦開采效率，必須要保證設備不間斷進行。但如果設備滿載或是空載運行狀態會有電能損耗，如何改善此類問題，推動提升機和變頻節能技術融合應用，在智能化操控平臺下來調整提升機運行功率，提升設備運行效率的同時，為煤礦企業減少了能耗。一般情況下，煤礦企業中常見的提升機為JD-BP32-185P型號，在實際應用中節能效果可觀，可以為企業帶來更為可觀的經濟效益。

3.4 皮帶機應用變頻節能技術

皮帶機主要是用于輸送煤炭資源到地面，而皮帶機運行荷載并非是不變的，設備長期運行會導致電能損耗過大，基于變頻節能技術調整皮帶機功率，促使皮帶機變頻運行，合理配置荷載，減少電能損耗。變頻節能技術的應用，可以避免皮帶機長期超負荷運行，減少設備故障幾率，保障設備正常運轉，使用壽命也將大大延長。

3.5 負載荷設備應用變頻節能技術

在負載荷設備中應用變頻節能技術，結合煤礦特殊作業環境，不斷加強變頻調速設備研發，實現采礦設備變頻操作。結合風機設備運行情況逐步改造和完善操作，提升設備使用性能。改造前，綜合檢查和分析風機設備運行情況，在此基礎上調整風機的風量、風壓，通過變頻改造后，節能效果較為顯著，是改造前的3倍。

4 煤礦機電設備中變頻節能技術維護措施

變頻節能技術在煤礦機電設備中應用，盡管一定程度上可以提升煤礦開采效率、質量，應注重合理的措施來保障變頻節能技術效應得以發揮，維護機電設備安全穩定運行。在機電設備中應用變頻節能技術，立足于機電設備運行情況，結合設備型號規格加強設備檢修和維護，安裝前調試好，合理運用變頻節能技術。

4.1 制定完善的機電設備維護管理制度體系

煤礦企業的機電設備類型多樣，長時間在煤礦這一特殊環境下高負荷運行，可能受到客觀因素影響出現故障問題。鑒于此，應加強機電設備維護管理力度，轉變理念來健全和完善維護管理制度體系，持續深化技術研發，推動設備技術更新，便于變頻節能技術充分在機電設備中應用。通過日常巡查和維護，便于及時發現、解決設備故障問題，將安全隱患消滅在萌芽狀態。同時，檢查機電設備變頻工作情況，預測分析可能產生的變頻異常故障，制定防控方案，及時解決。相關維修管理人員要注重技術的學習和運用，分析可能出現的設備故障問題，并尋求合理方法予以解決，促使機電設備逐步恢復使用。只有保證機電設備正常運行，才能保證變頻節能技術應有效應充分發揮，改善潛在的機電設備安全隱患。

4.2 推動機電設備和技術更新

機電設備和變頻技術不斷推陳出新，技術更新頻率加快，不斷涌現出先進機電設備。這就需要煤礦企業高度關注變頻節能技術更新和完善，順應時代發展趨勢，積極運用變頻節能技術到實處，改善傳統技術不足和缺陷，賦予變頻技術更強的兼容性，為機電設備安全穩定運行提供支持。新設備、新技術融合運用，對于提升煤礦機電設備運行效率和運行性能意義深遠。煤礦企業要注重資源的合理配置，投入資金用于設備的更新換代中，提升機電設備整體靈活性、可靠性，減少設備能耗，對于延長機電設備使用壽命具有積極作用。

5 結束語

綜上所述，在煤礦機電設備運行中，由于設備眾多，管控方式存在不合理，不可避免造成電能損耗。基于變頻節能技術的應用，可以改善傳統技術不足，推動機電設備更新換代，自動化調整設備運行功率，不影響設備正常運轉的前提下，減少電能損耗，可以減少企業成本，提升經濟效益。

參考文獻：

[1]段麗芬.變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用分析[J].中國設備工程，2020，31（06）：243-244.

[2]石艷春.PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的應用[J].現代信息科技，2020，4（03）：173-174+177.

[3]鄭立.煤礦機電設備節能改造中變頻技術的應用[J].資源節約與環保，2019，19（12）：18+24.

[4]侯云鵬，崔軍峰，付紅星，等.油田機泵設備變頻節能技術應用現狀及發展趨勢分析[J].中國設備工程，2019，22（23）：206-207.

[5]李剛，劉利.探討變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2019，10（21）：168-169.

[6]張毅.變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用探析[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（21）：235-236.