變頻器在煤炭加工中的應用

翁加云 福建煤電股份有限公司，福建 龍巖 364100

變頻器在煤炭行業中被廣泛使用，在煤炭加工的配煤給料機、膠帶傳送機、大功率破碎機等機械設備的使用變頻器，采用變頻調速可以實現軟起動和無級調速，提高生產機械的控制精度，節約能耗和生產成本，優化配煤方式，滿足用戶對煤質的需求。

1 變頻器的介紹

變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器可分為電壓型和電流行兩種變頻器。電流型主要是將電流源的直流轉換成交流的變頻器，把直流回路濾波呈電感;電壓型主要是指將電壓源的直流轉換成交流的變頻器，其直流回路的濾波是電容。在煤炭加工使用的變頻器主要是由處理器、控制器以及冷卻器構成。其中控制器是依靠的是主電路，主要包含整流器(交流變直流)、逆變器(直流變交流)以及濾波電路等。整流器的主要作用是將工作頻率的電壓轉換成直流的電壓，它的功率的傳輸是不能逆回的，只能朝著一個方向進行變化，不能將產生的直流電壓轉換成工作頻率的電能;逆變器的功能與整流器相反，主要是在一定的時間范圍內，控制開關有規律的進行開和關，最終將直流的電頻轉換成加工設備要求的頻率;而濾波回路的作用主要是來控制整流器和逆變器產生的直流電壓的波動。通過變頻器控制加工設備的效率在一定溫度中可以達到最佳提升，所以需要用冷卻器來降低加工的溫度，實現變頻器的順利運行。變頻器靠內部IGBT 的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的。

2 在煤炭加工中使用變頻器的重要性

隨著國家工業水平的提升，對煤炭能源的需求也在不斷的上漲，導致煤炭開采工作力度增強。在我國大多數的煤炭開采設備比較落后，在進行煤炭加工時，消耗的電能比較大，導致大部分電能流失。再加上煤炭加工時要求的技術和煤炭的開采量不成正比，加大了設備的承載量，使加工效率不能得到提升。因此，在煤炭加工中就需要采用變頻器，來調節控制電能的頻率，提高設備運轉的性能加工效率，從而減少了電能的流失，保證了煤炭加工的可持續發展。

3 變頻器在煤炭加工中的應用分析

3.1 變頻器在配煤質量控制過程中的應用

(1)該單位傳統的配煤方式是根據用戶對商品煤的質量指標要求，將不同煤種的煤炭(如特優煤、優質煤、次級煤等)，通過煤倉用兩臺或數臺給煤機以適當比例摻合在一起同時給到同一皮帶機上進行，給煤量只能通過不斷調節給煤機的閘門大小來控制。其缺點是勞動強度大、精度不高，煤質不均勻、容易造成商品煤的質量沒法達到用戶的要求。

(2)電腦精準配煤系統。該單位2012 年把傳統配煤方式改造為電腦精準配煤系統。其配煤系統的工作原理為:先由人工選擇目標灰分和配煤煤種，由系統確定給煤機的數量，經過計算定性得出將要加工的產品灰分，依據所配煤的目標灰分和各煤倉煤的灰分算出各煤種的給煤流量，啟動給煤機的臺數進行給煤量的粗調，通過實時監測皮帶上配煤后的灰分后，實際灰分與目標灰分進行比較，之后再由系統計算，自動調節變頻器的頻率來調整給料皮帶秤的即時流量值(可調范圍50-200t/h)，用變頻器進行給煤量的細調，從而使配煤最大限度接近目標灰分。在給煤皮帶秤上安裝變頻器后，給煤量可以通過變頻器調節給煤皮帶秤的運行速度來控制，只要測定出給煤量與變頻器輸出頻率的關系，繪制出關系曲線，則對今后配煤所需的各煤種的給煤量就可以較精準的智能控制，精準配煤，實現經濟效益最大化。同樣在水泥行業也正在推廣應用。

3.2 變頻器在膠帶傳送機的應用

膠帶傳送機在煤炭加工中是重要的設備。它主要是將煤炭地下到地上的傳送的設備，其運行效率對煤炭加工的效率有很大的影響。在現階段的煤炭加工中，當膠帶傳送機直接啟動時，膠帶內部的存在的能量被釋放出來，大量的張力給設備帶來損傷，嚴重時還會發生事故;當使用液力偶合器時，多次的啟動閉合造成大量的融片被消耗，給液體的雜質進行清洗，帶來相當大的困難，影響設備運作的持續穩定性。將變頻器在膠帶傳送機上使用的優勢主要體現在:第一，真正實現了帶式輸送機系統的軟起動。運用變頻器對帶式輸送機進行驅動，運用變頻器的軟起動功能，將電機的軟起動和皮帶機的軟起動合二為一，通過電的慢速起動，帶動皮帶機緩慢起動，將皮帶內部貯存的能量緩緩釋放，使皮帶機在起動過程中形成的張力波極小，幾乎對皮帶不造成損害。第二，降低皮帶強度，采用變頻器驅動之后，由于變頻器的起動時間可在1-3600s 可調，通常皮帶機起動時間在60-200s 內根據現場設定。皮帶機的起動時間延長，大大降低對皮帶帶強的要求，降低設備初期投資。第三，降低設備的維護量，變頻器是一種電子器件的集成，它將機械的壽命轉化為電子的壽命，壽命很長，大大減少了皮帶機系統機械部分的檢修量，帶式輸送機的軟起動過程中對機械基本無沖擊。

3.3 變頻器在通風機的應用

通風機是煤礦加工中必備的設備，其消耗的電能比較大，運作性能的好壞對工作人員的生命安全有著很大的影響，特別是在礦井中的使用。在現階段的煤炭加工中，由于通風機的選型、設計以及質量等條件的影響，導致通風機在運行中沒有根據規范的標準進行運行、運行效率降低，造成消耗大量的電能。所以，對通風機安裝變頻器得到推廣，充分的利用變頻器的調節風速，很大程度上提高通風機使用的性能，在保證工作人員生命安全的情況下，提升煤炭加工的效率和質量。隨著煤炭加工量的增多，對通風機的風壓和風力的要求提高，給煤炭加工時通風帶來安全隱患。變頻器在通風機上的應用具有一定的優勢:根據需求調節風力，減少了不必要的浪費，提高經濟效益;提升了通風機的工作性能，延長了設備使用周期;保證了工作人員的安全生產;通過變頻器的安裝，保證設備穩定的運行。

4 總結

綜上所述，在科學技術不斷的更新發展下，構造環保節約型社會得到了人們越來越多的關注。而變頻器在煤炭加工中廣泛地應用，大大提高了能源的利用率，降低生產成本，帶來一定的經濟效益和社會效益。隨著煤炭業的發展，變頻器的使用具有良好的發展前景，在提高了煤炭加工生產力的同時，為現代化經濟的發展奠定了堅實的基礎。在之后的不斷探索中，積極創新，設計出更多先進的技術手段，推動整個煤炭加工業的發展。

［1］趙勇.淺談變頻器在煤炭行業的應用［J］.機械管理開發，2012(06):73-74.

［2］李曉林.大功率變頻器在煤炭生產中的應用與展望［J］.科技視角，2014(12):74-75.