通過優化煤礦機電設備設計實現機電設備節能

劉武崗

摘要：在我國進入21世紀的新時期，綜合國力顯著加強，煤礦企業生產離不開機電設備，加之煤礦生產條件和環節的復雜性，對機電設備的安全及節能提出了更高、更嚴格要求。然而，煤炭開采又是能源消耗的大戶，實現煤礦機電設備的節能降耗，是降低我國能源消耗的重要環節之一。

關鍵詞：煤炭開采;機電設備;節能

煤礦產業在我國現代工業發展及經濟建設中發揮著重要作用，其通過煤炭開采，源源不斷的為企業生產提供動力能源，促進了國家工業現代化的發展進程。從生產過程來看，煤礦企業生產具有一定的特殊性，其在生產過程中需要投入大量的機械設備，這不僅擴大了企業生產過程的風險，而且帶來了較為嚴重的能源消耗。現階段，利用變頻節能技術進行機電設備控制已經成為煤礦企業現代化發展關鍵所在。本文就變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用要點展開分析。

一、概述

這一階段的地下生產過程中，每個生產周期都包含相對較多的設備，每個設備必須持續工作較長的時間，而實際設備運行負荷較小，造成嚴重的資源浪費。因此，為了節約能源和提高礦山的生產效率，必須推動變頻技術的發展，主要原因是變頻技術能有效地減少設備的能源浪費。變頻技術是涵蓋計算機技術、傳感器技術、機械設備操作技術等多個方面的全面技術，通過有效地融合多種技術，您可以全面強化設備，從而構成新的技術開發模式。

二、煤礦機電設備設計實現機電設備節能

（一）選擇合適的動力變壓器種類和容量

由于煤礦生產的特殊性，燃油設備并不能應用在生產中，而動力變壓器則是最好的設備，在煤礦井下做作業中，使用動力變壓器，可以提高生產，降低電能的消耗。在選擇動力變壓器上，要能夠根據煤礦生產的實際情況，合理科學的選擇，從而提高生產的安全性，實現節能的目的。動力變壓器的型號選擇上，首要選擇是節能型的，因為可以最大程度的降低電能的損耗，然后針對實際的情況，來選擇相應的容量。另外，在機電設備空載運行的過程中，也會有大量的能源損耗，所以在選擇節能型動力變壓器的同時，在容量的選擇上也要合理科學，規避嚴重空載現象，最大程度的節約資源。

（二）永磁直驅電機在帶式輸送機上的應用

隨著煤炭經濟的發展，現階段井下帶式輸送機大部分采用傳動驅動方式，其由異步電動機、液力偶合器、減速機、聯軸器等組成。由于其啟動時扭矩小，滿載啟動困難，且啟動穩定性差，故障率高，且后期系統維護保養成本高，造成其工作效率低，導致嚴重的能源浪費。為了進一步加強電機的工作效率和節能環保，使其滿足長效高速穩定運轉，永煤集團車集煤礦率先引進新型隔爆型智能永磁直驅系統驅動裝置，是利用變頻開關控制永磁直驅式電動機直接驅動負載，不需要減速裝置，減少設備，減少維護工作量。從而提高皮帶機運行效率，降低能耗。

（三）電控絞車的變頻控制技術

古板的斜井絞車管控系統很多采用的是交流繞線式電機串電阻調節速度系統，電阻的投切簡單而言都是應用接觸器來管制，這樣的管制系統突然碰到高強度的工作環境，比如因用次數過于頻繁經常會使交流接觸器主觸頭損壞，從而致使裝備的故障。同時，古板的管制系統的管控層次也比較低，故障率高，維護工作量大，綜合性質極其不好，通常會致使各種各樣的問題比如停車地方不精確等。變頻技能剛好能夠處理上面的問題，并且還具有其他優勢，比如電壓波動的區域可以控制在較小的區域內，頻率波動的區域管控也比較精確，輸出功率與頻率具有高度可調節性能。因而依據這些結果可以看出，變頻技能在電控絞車體系上的運用提高了電控絞車體系的過載能力，可以完全滿足運用與操控的需要。并且還提高了自動轉矩的低頻運轉額能力以及供給重要的保護功能。因此，電控絞車應用變頻技能能夠完成更好的可控性，并且管控精確度也會有很大的提升。

（四）選擇合理的供電電壓及供電線路布置

任何電力設備的運行都是建立在電力供應充足的基礎之上，所以電力系統的設計和規劃對煤礦企業機電設備起著決定性的作用。如何科學合理的布置電力系統，使其能夠更好的服務于機電設備，以下從供電電壓的選擇和布線兩個方面來進行了闡述：第一，如何科學合理的選擇供電電壓，要科學的規劃井上井下的供電結構，降低變壓的次數，合理控制配電的載荷，降低供電系統的電能耗損。第二，如何布置供電線路圖，應該增加線路的回路，對電流的密度進行仔細的測量。若負荷電流已經超出了導線經濟電流數值，就必須通過更換導線截面，或者是減少負荷電量的方式，架設第二回線路，從而實現降低損耗的目的。

（五）變頻節能技術在煤礦通風設備中的應用

通風機主要應用于煤礦生產過程中的井下通風，因為煤礦生產活動井下較多，所以大小通風機的運行效率在很大程度上決定著工作效率，且對生產人員的人身安全有著非常重要的影響。如果通風機在使用中發生故障，就會嚴重影響煤礦的生產。如果大型通風機出現故障甚至可能會導致企業的停產和井下事故等各種嚴重的問題。另外所有煤礦企業的通風機都處于全天運行的狀態，因此需要消耗大量的電能。煤礦原來的工作方式為全年12個月，每月工作30天，通風機的功率通常在30-1000kW范圍之內，通常情況下通風機會消耗掉煤礦生產電能的五分之一以上。變頻節能技術在通風機中的應用不僅可以對通風機的轉速進行調整，達到理想的風量和風速，還能夠有效促進通風機整體運行效能的提升。通過引入變頻節能技術可以有效對煤礦通風機的工作進行優化，提高效率，降低能耗。

三、結語

綜上所述，在煤礦企業的生產過程中，機電節能環節不僅僅是落實國家節能減排的要求，同時也保證了企業生產的最大化利益，降低了企業的成本投入，保證了生產安全，通過多方面的優化煤礦機電設備的設計，實現機電的節能，完成節能的最終目標，從而推動煤礦企業的可持續發展。

參考文獻：

[1]張富亮.煤礦機電設備系統節能降損的探究思考[J].科技創新與應用，2014（18）.

[2]李金艷.煤礦機電設備系統節能降損的探究思考[J].科技與企業，2014（24）.