煤礦機電設備中變頻節能技術的應用

李小紅

（山西省長治經坊煤業有限公司 山西省長治市 047100）

煤礦開采過程中，機電設備是不可或缺的工具之一，機電設備的應用提高了開采的效率，有效保證了施工的安全性。而在機電設備中融入變頻節能技術可以進一步降低設備應用期間產生的能耗，節約資源能源，優化開采質量。下面，筆者將結合自身對于煤礦機電設備中變頻節能技術應用的具體情況，分析其應用的方法與策略。

1 煤礦機電設備應用變頻技能技術的作用與現狀

1.1 煤礦機電設備應用變頻節能技術的作用

在煤礦機電設備中應用變頻技能技術可以按照實際情況對工作效率進行調整，降低機電設備所消耗的電能。其工作的基本原理為，通過交流電的周期進行固定模式的頻率更換，在實際工作中可以結合各個機電設備的工作內容和負荷進行調整。當前，為了有效緩解環境問題，我國提出了可持續發展的理念，該理念在多個行業中都有所貫徹，煤礦企業也不例外。在煤礦開采期間各類機電設備所消耗的電能比較多，而借助變頻運行則可以有效的降低電能消耗，降低企業生產經營成本，其對于煤礦企業的發展建設有著極為重要的推動作用。

1.2 煤礦機電設備變頻節能技術應用現狀

隨著我國工業化的不斷發展和進步，煤礦的需求量也可謂是不斷提高，而在煤礦開采期間，不可否認的是所消耗的電能一直都比較大，為了有效的解決耗能高的問題，變頻節能技術開始應用于機電設備之中，比如說現如今煤礦開采中采煤機、提升機、風機和皮帶機等設備中均有變頻節能技術的應用。據相關數據顯示，在應用了變頻節能技術之后，煤礦機電設備的電能消耗大幅度減少，但是當前由于資金以及技術等因素的制約，因此煤機電設備變頻節能技術尚未全面推廣和應用。

2 煤礦機電設備中變頻節能技術的應用原理

當前，在我國煤礦開采行業中機電設備中應用變頻節能技術的主要有采煤機、提升機以及皮帶機，該技術在應用時的工作原理為以交流電的固定周期模式來改變設備的運行效率，在變頻模式的基礎之上，引入智能化電氣系統，達到智能變頻的目的。比如說機電設備在空載運行時，設備可以迅速的將功率降到最低狀態，電能消耗也將會因此而降低。而一旦設備滿載運行或者是持續高峰作業時，設備則可以將功率迅速調到最高，這樣既可以保證采煤工作的效率不受到影響和干擾，同時還可以有效的降低對能源的消耗。在機電設備中合理應用變頻節能技術，可以實現設備的智能化操作，其極大的節約了開采成本，降低了開采人員的工作強度，提高了采煤工作的完全性，其對于我國煤礦事業的發展建設有著極為重要的推動作用。機電設備中變頻節能技術的變頻器組成情況如圖1 所示。

3 變頻節能技術在煤礦機電設備中的應用分析

煤礦機電設備中要想靈活的應用變頻節能技術，就需要做到具體問題具體分析，不同類型機電設備對于變頻節能技術的運用要求是不同的，其具體可以從以下方面著手：

圖1：變頻器組成結構

3.1 變頻節能采煤機的整體應用

采煤機是煤礦開采工作實施的基礎所在，一般情況下，采煤機有三個核心系統，即電氣系統、液壓系統和機械系統，變頻節能技術應用于采煤機中，主要是對這三個系統進行優化和調整，進而達到采煤機節能的目的。如果從組成成分分類，采煤機又可以被分為切割部、裝載系統、行走裝置的部分。首先，對于切割部來說，針對礦井下不同類型的工作面其功率要求也有著細微的差異，因此就需要結合具體情況對功率進行調設，比如說采煤工作面比較大的情況下，如果切割機的功率比較小，那么可能就會導致切割費時費力，進而在無形間增加工作量，造成不必要的能源消耗，應用變頻節能技術，對切割功率進行靈活調整，可以更好的優化切割質量，提高工作效率。針對裝載系統，在應用變頻技術時，則需要結合采煤量對運行功率進行調節控制，要保證裝載速度與采煤速度彼此能夠密切配合，如果裝載速度慢于采煤速度，那么可能會導致大量煤炭資源難以及時被裝載，這樣使得會對開采效率產生影響。針對行走裝置，關鍵在于對牽引力進行合理的控制，牽引力控制不合理的情況，行走裝置的功用可能難以有效發揮出來，這樣必將會對設備的有效應用產生不良影響。一般來說，行走裝置運行期間，牽引力充足的情況下，應當最大限度降低對電力資源的消耗，設備運行時，要控制好運行時間，因為采煤機并非是在所有情況下都需要滿負荷運行的，所以說，在其沒有滿負荷運行的情況下，可以借助變頻技術對負荷進行優化調整，以便更好的延長設備使用壽命。

3.2 變頻節能技術在風機設備中的應用分析

在煤礦開采過程中，由于礦井下存在有大量的有害氣體，為了保證煤礦開采的安全性，必須要長時間使用礦井進行鼓風機對有害氣體進行稀釋，否則的話，這些氣體必將對施工人員的人身安全造成較大的影響，所有采煤工作中，風機是必須的，其可以對礦井下的空氣進行優化調節，保證采煤工作人員的安全。而在采煤工作實施期間，井下空氣環境處于不斷變動的狀態，因此，風機設備在應用時應當啟動不同功能，這樣才能更好的發揮設備作用。將變頻節能技術應用于風機設備之中，可以靈活的對風機設備功能進行優化調整，這樣礦井下空氣質量可以得到更好的保障，還可以減輕風機設備運行的壓力，因為如果風機設備長期高功率、高負荷的運行，那么設備損耗機率就將會增大，而變頻節能技術的應用，則可以有效的降低設備損耗。在風機設備應用期間，為了深入了解煤礦內空氣質量是否達到標準要求，還可以嘗試將風機設備與空氣質量檢測設備聯系在一起，實時檢測井下空氣狀況，分析何時需要應用風機設備，然后靈活應用，這樣可以有效的降低能耗。當前，節能變頻技術在風機設備中的應用相對來說還是比較成熟，其在我國大部分礦井內都有所應用。

3.3 變頻節能技術在提升機中的應用

在煤礦開采期間，針對礦井類型的礦山，為了保證煤礦開采工作順利實施，提高煤炭資源的開采質量和效率，提升機的應用是必不可少，煤礦提升機的主要作用是將井下煤礦運輸到井上，在煤礦開采期間，提升機通常需要不間斷的運行，但是在其運行期間并非都是滿載的，其一般是滿載與空載交替運行，這種情況下，就可以應用變頻節能技術，針對提升機滿載/空載的不同情況，對功率進行調整，將該技術與智能化操作平臺結合在一起，這樣在滿載與空載情況下提供不同的功率，既可以有效的保證設備運行效率和質量，還能夠降低提升機運行期間消耗的電能，節約能源資源。

3.4 變頻技術在皮帶機中的應用

皮帶機是煤礦資源運輸不可或缺的設備之一，其可以持續不斷的將礦山中的煤炭運送到地面，但是在設備具體運行過程中，皮帶機的荷載并非是一成不變的，某些情況下皮帶機的荷載比較高，某些情況下荷載則比較低，但是補錄荷載如何變化，其所消耗的電能資源都是相同的，所不同的是高荷載的情況下，電能資源得到了充分利用，而低荷載的情況下，電能資源則被較大的浪費。針對這種現象，當前最為有效的措施就是將變頻技術與皮帶機融合在一起，結合不同的運輸需要，對皮帶機的功率進行優化調整，這樣也可以有效的優化皮帶機使用效果。

3.5 變頻節能調節下的負載荷設備應用

變頻負載荷技術應用時，可以根據風機、泵的變頻調速過程，關注風機變頻調速技術的整體應用普遍操作。但是要做好該項工作，相關領域的技術人員就應當逐步加強變頻調速設備的研發，重點研發煤礦特殊采集環境之下的變頻設備操作。結合風機運行的轉速操作要求，可以逐步改造調整，優化其整體性能。在改造工作實施之前，需要深入了解風機運行的各項基本情況，調整風壓、風量等，在改造完成之后需要對輸出功率進行檢查和分析，這樣可以有效的節約電能資源。在水泵控制調節下，需要對設備進行變頻調速節能處理。結合生產工藝系統的實際控制構成情況來看，在對產品進行調節時，應當提升調節的靈活度，要保證在變頻節能技術的支持之下，水泵可以靈活運用，結合實際需要逐步減少平滑和減速的時間，調整外部環境的受限水平，結合井下的液體位置高度變化情況，最大限度的壓縮水泵空轉時間，這樣做也可以有效的減少水泵運行所需的能耗，避免設備在運行期間不必要的損耗，延長設備使用壽命，提升機電設備的整體生產效益，促使煤礦開采更好的推行。

4 煤礦機電設備應用變頻節能技術的維護對策

隨著，我國煤礦事業的不斷發展和進步，在煤礦機電設備中變頻節能技術的應用頻率將會不斷提升，諸多煤礦機電設備中都融合了變頻節能技術，但是結合實際情況來看，要想切實發揮變頻節能技術的作用優勢，使得煤礦機電設備的作用最大限度的發揮出來，筆者認為還需做好設備維護工作，其具體可以從以下方面著手：

4.1 完善煤礦機電設備維護管理制度

煤礦機電設備由于長期在惡劣復雜的環境內運行，因此發生故障的頻率相對來說比較高，應用了變頻節能技術之后，該問題雖然得到了一定程度的緩解，且難以從根本上杜絕。因此，為了更好的延長煤礦機電設備的使用壽命，減少各類故障發生頻率，就需要對現有的煤礦機電設備維護管理制度予以完善，具體完善過程中可以從以下方面著手：

（1）企業內各個部門應當在大的設備維護管理制度基礎之上，結合自身機電設備的運用情況、需求等進一步對相關制度進行細化，保證設備管理工作有序實施。

（2）技術研發部門要肩負起對機電設備進行技術更新的責任，這樣才能更好的將變頻技術應用到機電設備之中，在日常巡視工作中，則需要加強對各個機電設備的巡視檢查工作，以便能夠及時快速的發現設備中存在的問題和不足，然后快速采取措施予以優化。在機電設備運行將期間要查看是否存在有安全隱患，檢查設備的變頻工作是否處于正常運行的狀態，針對變頻技術應用可能存在的突發性情況，必須要及時的采取措施處理，避免設備后期的運行受到影響和干擾。

（3）機電設備操作人員，需要不斷地提升自己的專業知識與技能，對于機電設備中節能變頻技術應用時，可能會出現的故障和不足，要能夠結合實際情況，找到可行的解決措施與方法，以保證在故障發生之后，機電設備可以第一時間修復，進而提高機電設備運行的穩定性與可靠性。

4.2 重視變頻節能技術與機電設備的更新

當前，隨著科技的不斷創新發展，煤礦機電設備中各類節能變頻技術應用時，也呈現出更新速度快的特點。因此，為了更好的發揮節能變頻技術在機電設備中的運行質量效果，對于工作人員來說，其就應當關注相關領域技術更新的情況，及時的將最新、最優質的節能變頻技術應用到機電設備之中，優化過去設備應用中存在的缺陷和不足，提高設備的兼容性，使得其能夠更加穩定、高效的運用，這樣的話，煤礦機電設備等工作質量和效率也將得到更好的提升。

總之，當前我國對于煤炭資源的需求量極大，多個行業的發展建設都需要煤炭資源做支撐。煤炭資源開采期間機電設備不可或缺，但是機電設備運行時，電能消耗極大，這與我國經濟可持續發展的理念是背道而馳的，為了有效的解決該問題，降低對能源資源的消耗，就需要合理應用變頻節能技術，發揮該技術在機電設備中的作用，推進我國煤礦開采行業的發展。