煤矿机电设备中变频节能技术的实践与分析

煤矿机电设备中变频节能技术的实践与分析

姬鹏飞

陕西陕煤榆北煤业有限公司  陕西省榆林市719000

摘要：随着社会经济水平不断的发展，科技不断的创新，各行业的煤炭需求量也在不断增加。为了保证煤炭行业的正常运营，势必要对煤矿机电设备进行升级改造。变频节能技术的应用不仅能有效提升设备的工作性能，还能显著降低设备的电能损耗。

关键词：煤矿；变频节能；机电设备

引言

我国环境保护工作在近年来的发展中受到越来越高的重视，各类宏观调控政策随之大量出现，这些政策在强化环境保护有效性的同时，也对矿产领域的发展提出了更高的要求，促使各类煤矿企业不仅要控制开采规模，也需要做好开采成本的控制工作。

1变频节能技术概述

煤矿企业在日常开采作业过程中，会运用到诸多机电设备，涉及采煤机、提升机、输送机等。此类设备在实际工作中会维持在额定电压状态中进行运转，针对部分高负载条件，能够转变成超压运行状态。受煤矿行业特点的影响，部分机械设备长时间处在开启状态中，在设备调运调度、工作计划要求等相关因素的影响下，一些设备可能会出现超载工作和待机的情况，所以在此时间段内，机电设备为高耗能状态。如果机电设备长期处在高负荷状态中，那么就会引起设备出现安全隐患，进而导致运维成本增多。而融合变频技术和煤矿机电设备，能够结合工况调整供电频率，实现对设备实际运行速度的控制。同时，在变频技术的作用下，能够转换供电电源，将50Hz工频交流电变成直流电源，在逆变器中导入直流电源后，就能够输出机电设备所需的工作电压。另外，通过对应传感器和运算单元，能够对设备运行参数进行收集，然后生成一个控制信号，进而调控逆变器输出电源，再利用三相逆变器把直流电转化成三相交流电，进而让机电设备能够实现低功耗运转。

2煤矿机电设备中变频节能技术应用策略

2.1在提升机中的应用

煤矿生产过程中提升机的运用十分频繁，同时也是煤矿生产流程中不可或缺的一部分，所以调整提升机设备具有重大意义。因为提升机运行过程中，其没有始终处于满负荷运行状态，比如，把井下开采的煤矿资源运送到井上时，提升机一般会处于满载状态，若提升机需再次进入井下，准备后续资源提升，提升机便不会装任何东西，当提升机能耗和满载保持相同时，则会浪费能源。为了解决以上问题，需重视对变频节能技术的运用。具体应用中，可选用高压变频变速自动控制系统与PLC控制系统：首先，在设计提升机电子控制系统时，针对高压变频变速自动控制，采取模块串联多脉冲信号动能回馈型四象限高压变频自动控制。同时，高压主电源电路和低压控制回路的通信，采取光纤传输激光焊接，以此保障能够信赖电防护特性，并提高系统抗干扰性；其次，提升机电气设备自动控制系统可通过PLC控制，实现部位操纵、速率操纵等，符合电磁兼容测试性的技术标准，进而在降低提升机能耗和运输成本的基础上，远程控制设备。

2.2变频节能技术在采煤机中的应用

采煤机也是开采过程中所要用的设备之一。采煤机主要分为4个系统，包括为切割系统、运输系统、装载系统以及机械控制系统。引入变频节能技术，优点颇多，主要表现在以下两方面：（1）通过应用变频节能技术，切割系统能够针对不同的切割面灵活设置功率。如果切割面较大，就设置为大功率，如果切割面较小，就更换设置成小功率，避免了之前设备一直使用同一功率参数所造成的能源浪费，从而达到节能减耗的目的。（2）通过应用变频节能技术，装载系统可以根据煤炭负载量调控运行功率。而且运行功率还可以根据运载的不同阶段进行更改。

2.3变频节能技术在皮带输送机中的应用

在应用变频节能技术之前，皮带输送机即使在空载的情况下也会保持满负荷功率运行。此时，该设备的能耗与产能之比无疑非常不理想，这是皮带输送机需要应用变频节能技术的原因之一。另一方面，则是因为皮带输送机通常以液力耦合器作为启动设备，该设备在运转过程中会出现一定程度的过载，并因为这种过载导致皮带偏移、电机失控等问题出现。此时，就需要应用变频节能技术来控制电机启动过程中产生的电流，以使设备过载的问题得到有效控制，降低因设备过热导致故障的概率。此外，变频节能技术还能在空载状态下降低皮带输送机的运转速度，进而控制设备整体能耗。在应用变频节能技术之后，皮带输送机在长时间运行过程中，能根据工况调整传输速度及作业功率，进而对能耗实现有效调节，避免了皮带输送机出现长时间满负荷运行的情况，进一步降低设备因高强度运行导致损耗的可能，使得设备的维护压力大幅下降。

2.4在流体负荷设施中的应用

煤矿企业在流体负荷设施中运用变频节能技术，除了可以有效控制泵部分外，还可以对风机部分进行有效调节。新时代背景下，煤矿企业运用的风机设备更加关注变频节能技术具备的应用价值，专业人员研究的技术手段，可以确保其在特殊条件中也能够正常使用。在长期研究过程中，行业人员结合变频节能技术对风机实现了全面改造，与传统未调整的风机运行转速相比，可以顺利实现较高的转速效果。并且，未改造前，风机设备中导器半关闭的风压和风量偏小，通过调整后，风量抑或是风压等数值，均可以得到显著提高，有利于煤矿企业顺利实现高效开采的目标，避免出现电能浪费的情况。同时，煤矿企业将变频节能技术运用到液用泵、矿区工作过程中，可以使机电设备变频调速的工作效果顺利实现，工作人员则可以立足对设备运行状态进行全程控制，确保生产过程更灵活、稳定。除此以外，就流体负荷设施，借助合理运用变频节能技术，对其中的抽水泵设施进行分析，可以提高其灵活性，使抽水泵能够实时平滑起停、加减速，最关键的是，就井下液位而言，可以让固定数值维持在良好的范畴中，降低产生泵空转的概率，避免产生较大电能损耗的状况，全面控制机械设备大量损耗行为，促进煤矿企业生产效率和质量的提高。

4变频节能技术的发展前景

我国能源消耗量与日俱增，节能改造是煤矿的重点工作。煤矿在开采过程中可以充分利用电子技术与自动化技术的优势，合理应用变频节能技术，不断提高作业效率与工作质量。可以充分利用变压器进行降压处理，降低煤矿机电设备的运行能耗。此外，要加大对视频三维识别系统的重视力度，充分利用视频三维识别系统，获得更多重要信息。还可以在后期发展过程中对各个工作环节进行科学合理的控制，确保煤矿机电设备正常运行，同时降低设备能耗。还应充分认识与利用自动化信息技术的优势，如构建完善的区域自动化信息网、建立矿井能耗数据库、为电机能耗分析工作提供更多便利等，如此不仅可以节约煤矿机电设备的能耗，还可以让机电设备的运行稳定性、先进性更上一个台阶。变频节能技术可以应用到煤矿机电设备维护中，煤矿在升级改造机电设备的过程中，应制定合理的维护方案，要根据设备型号与运行数据，定期对设备开展维护工作。设备投入运行前，对设备进行调试，确保变频设备可以正常工作。

结语

煤矿开采设备在应用变频节能技术之后能够显著提升工作效率，同时帮助煤矿企业节约能源消耗。因此，在后续发展中具有不可忽视的优化潜力。作为煤矿企业节能减排的主要途径之一，对变频节能技术的应用还需要进行更进一步的研究，使之能够有效推动煤矿产业实现绿色可持续发展。

参考文献

[1]武鹏飞.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用探讨[J].能源与节能,2019(4):79-80.

[2]刘志强,杨鑫平.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用探讨[J].大科技,2019(27):183-184.

[3]王鹏.探究变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].煤,2018(7):83-84.