變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風機中的應用探討

史春輝 蘇峰 內(nèi)蒙古福城礦業(yè)有限公司

煤礦作業(yè)風險大，保證安全性一直都是重中之重，而通風系統(tǒng)在其中起著關(guān)鍵作用。煤礦保持良好的通風性，瓦斯?jié)舛染筒蝗菀壮瑯?，事故自然就能得到控制。從現(xiàn)在煤礦所使用通風機來看，設(shè)備功率都比較大，存在嚴重的能源消耗問題，違背了生產(chǎn)作業(yè)節(jié)能要求?；谶@個，煤礦生產(chǎn)作業(yè)應做好通風機改造，合理運用變頻節(jié)能技術(shù)，最大限度降低通風機能耗，提高煤礦生產(chǎn)效益，同時也能為我國節(jié)能事業(yè)發(fā)展作出貢獻。

一、煤礦通風機運用變頻節(jié)能技術(shù)優(yōu)勢分析

煤礦生產(chǎn)中做好通風工作尤為關(guān)鍵，因為一旦這個方面做得不夠好，就可能導致瓦斯?jié)舛壬?，超出了極限值就可能引起事故。通風系統(tǒng)中需要用到通風機，考慮到作業(yè)環(huán)境和安全需求，大部分煤礦開采企業(yè)都選用的是功率比較大的通風機，能耗非常嚴重，導致煤礦開采投入增加，效益將受到影響。無論是出于自身經(jīng)濟效益還是社會效益，都必須提高通風機運行的節(jié)能性，合理運用變頻節(jié)能技術(shù)。下面介紹了在通風機中應用這種技術(shù)優(yōu)勢，主要從四個方面分析：

（一）啟動過程中能耗小

通風機在不使用變頻節(jié)能技術(shù)的情況下，啟動瞬間會形成巨大電流，這樣不僅會帶來較大的能耗，還容易損傷設(shè)備，長期如此則會降低通風機的使用年限。通風機改造過程中，安裝變頻裝置，這樣就能起到調(diào)壓的作用，通風機電壓慢慢升高，設(shè)備逐漸加速，實現(xiàn)平滑啟動，從而達到降低通風機啟動時電流，同時防止通風機在啟動中由于電流過大而出現(xiàn)跳閘的問題，我們也可將其稱之為軟啟動。采用變頻節(jié)能技術(shù)，最大的優(yōu)勢在于設(shè)備啟動過程中，能耗變小，并且能夠保護通風機，使其免受損傷，延長使用的生命周期，管理和控制煤礦作業(yè)成本。

（二）自動控制

過去通風機在運行的過程中，使用的是工頻電源，其為設(shè)備工作提供動力。這個過程牽扯到了風量的控制，一般情況下使用的是擋板。此種調(diào)節(jié)風量的方式過于落后，缺乏自動性，難以控制能耗。通風機安裝上變頻裝置以后，改變了調(diào)節(jié)風量的方式，實現(xiàn)了智能化和自動化調(diào)節(jié)，節(jié)能的效果十分突出。另外，變頻裝置在通風機中的有效運用，可以滿足不同風量的需求，具有很強的適應性和實用性。

（三）安全可靠

煤礦作業(yè)中通風機必須保持正常運行，由于電流和電壓都比較高，存在高負荷運行的問題，容易出現(xiàn)故障，或者是由通風機問題而引發(fā)事故。所以，煤礦企業(yè)要提高通風機運行安全，就要運用變頻節(jié)能技術(shù)，安裝了變頻裝置后，通風機啟動時電流和電壓得到控制，也做到了對風量的自動控制，滿足煤礦作業(yè)不同地方對風量的不同需求，在減少能耗的同時，確保了設(shè)備運行的安全性，使得煤礦生產(chǎn)更加安全可靠。

（四）改善設(shè)備運行過熱的問題

通風機長時間運行會出現(xiàn)過熱的問題，不僅造成設(shè)備損傷，還會導致各種問題，存在潛在危害性。煤礦企業(yè)想要改善這個問題，采用變頻節(jié)能技術(shù)是很好的選擇。變頻裝置安裝完成以后，通風機在運行過程中電壓得到有效控制，采取的是變頻輸出的方式，達到了節(jié)能效果，但是在此期間磁通卻不會改變，通風機運行過熱的問題就可以解決，從而避免由此引發(fā)一些其他情況的出現(xiàn)。

二、煤礦通風機變頻節(jié)能技術(shù)的應用

煤礦通風機改造過程中運用變頻節(jié)能技術(shù)優(yōu)勢眾多，想要獲得突出的節(jié)能效果，就必須結(jié)合通風機運行實際情況，做好技術(shù)改造，使這種技術(shù)在通風機中得到有效應用。煤礦通風機節(jié)能方法有很多種，就目前的情況看運用最為普遍的，主要集中在設(shè)備的管路設(shè)計、運行控制方面，對這些部分實施優(yōu)化和改造，將變頻節(jié)能技術(shù)運用其中，實現(xiàn)良好的節(jié)能效果，還能起到保護通風機的作用。具體操作中，應當選擇合適的通風機，確保這個型號的設(shè)備所能供應的總風量，與煤礦作業(yè)實際需求具有一致性，即使有偏差也要在規(guī)定范圍內(nèi)。緊接著就是針對管路的改造，這個部分需對原來的管道調(diào)整，以確保變頻節(jié)能技術(shù)運用不會受到限制。最后牽扯到了自動控制的問題，包含自動控制啟動時電壓和電流，根據(jù)作業(yè)區(qū)域需求自動調(diào)節(jié)風量等。

通風機改造方案不唯一，下面主要介紹三種，第一種是積極進行節(jié)流調(diào)節(jié)。這就要求通風機運行頻率保持不變情況下，借助于壓力閥，對其在整個運行過程中流量調(diào)節(jié)。分析和研究中發(fā)現(xiàn)，運用這種方案達不到想要的變頻節(jié)能效果。另外一種方法是耦合器，借助這個設(shè)備來調(diào)節(jié)設(shè)備在工作中的速度，主要針對的是轉(zhuǎn)速，通過調(diào)節(jié)達到控制的效果。這個方案原理比較簡單，利用的是液體傳導扭矩的原理。實驗中發(fā)現(xiàn)，這個方案可實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)速的目的，實用性比較強，所以在通風機改造中運用較為廣泛。但是這種方法也有不足，比如需要空間大，而煤礦作業(yè)面積有限，所以會有一定限制，并且所能起到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的作用不是十分突出，正在被新技術(shù)所取代。最后介紹的是在改造中使用變頻節(jié)能技術(shù)，采用的是變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，優(yōu)勢在于精確性高，而且能自動控制風量，關(guān)鍵是運用這種技術(shù)成本投入少，故而在是當前煤礦通風機改造中最佳選擇。變頻節(jié)能技術(shù)在通風機中有效運用，促進整個通風系統(tǒng)達到自動化控制和調(diào)節(jié)，起到良好節(jié)能效果，提升煤礦作業(yè)經(jīng)濟效益。

三、結(jié)語

綜上所述，煤礦生產(chǎn)中需要運用通風機，存在能耗大的問題，不符合生產(chǎn)作業(yè)節(jié)能要求，所以加強對煤礦通風機改造極為關(guān)鍵。變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風機中有效運用，不但能實現(xiàn)對啟動電壓、轉(zhuǎn)速、風量的自動化控制和調(diào)節(jié)，還能保護設(shè)備，最大程度減少通風系統(tǒng)的能耗，促進煤礦開采效益提升。