試論變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦的應(yīng)用

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1、試論變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦的應(yīng)用　　【摘要】交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)作為國(guó)家重點(diǎn)推廣的節(jié)電新技術(shù)，具有顯著的節(jié)電效果，一般能節(jié)電30%。煤礦企業(yè)作為高耗電企業(yè)，可使用變頻調(diào)速的設(shè)備很多，如通風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、水泵、輸送機(jī)、提升機(jī)、采煤機(jī)等，利用變頻技術(shù)對(duì)煤礦企業(yè)設(shè)備進(jìn)行改造，完全能實(shí)現(xiàn)改善工況、節(jié)省電能并提高生產(chǎn)效率的目的。在煤炭企業(yè)采用和推廣變頻調(diào)速技術(shù)，不僅可以取得相當(dāng)顯著的節(jié)能效益和控制效果，而且也得到了國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持，代表了今后電力節(jié)能技改的方向。　　【關(guān)鍵詞】變頻技術(shù)；節(jié)能；煤礦　　1.變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用　　當(dāng)前，我國(guó)煤礦使用的通

2、風(fēng)機(jī)數(shù)量眾多，運(yùn)行效率普遍較低。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，全國(guó)礦用通風(fēng)機(jī)的數(shù)量達(dá)數(shù)萬(wàn)臺(tái)，功率從幾千瓦到幾百千瓦，最大的有數(shù)千千瓦。實(shí)際使用中，運(yùn)行效率只有少數(shù)達(dá)到70%，一般的為50%左右。礦井通風(fēng)消耗電能占全礦總能耗的30%～40%，尤以主扇為最。因此，對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，是煤礦節(jié)能的重要途徑。5　　對(duì)某一礦井主通風(fēng)機(jī)（型號(hào)為BDK40-6-No17軸流式對(duì)旋風(fēng)機(jī)）實(shí)施變頻技術(shù)改造，改造前由于電機(jī)不能調(diào)速，電機(jī)全速運(yùn)行，此時(shí)通風(fēng)機(jī)提供的總風(fēng)量為2970m3/min，電機(jī)的輸入功率約為154kW。經(jīng)測(cè)算，現(xiàn)在礦井所需風(fēng)量為2100m3/min即可。若用風(fēng)門(mén)

3、調(diào)節(jié)，即把風(fēng)量恰好調(diào)為2100m3/min時(shí)，從理論上分析，若風(fēng)門(mén)節(jié)能為15%，電機(jī)實(shí)際的輸入功率仍達(dá)131kW。那么，每年風(fēng)機(jī)消耗的電費(fèi)為：131kW×24h×365d×0.5元=573780元。為了滿足礦井安全生產(chǎn)所需風(fēng)量，又能隨生產(chǎn)節(jié)奏的變化及時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量，達(dá)到節(jié)能的目的，選用200kW的變頻調(diào)速器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，以滿足生產(chǎn)和節(jié)能的雙重要求。經(jīng)測(cè)風(fēng)員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，當(dāng)變頻器輸出頻率為39Hz，輸入電壓400V，輸入電流110A時(shí)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量達(dá)到2100m3/min。此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸入功率約為75kW。改造后發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓都能夠滿足礦井的需要，加入變頻

4、器后電機(jī)的輸入功率明顯下降，每年風(fēng)機(jī)所消耗的電費(fèi)為：75kW×24h×365d×0.5元=328500元?！　∮米冾l調(diào)速器調(diào)節(jié)風(fēng)量比用風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量每年可節(jié)省的電費(fèi)為245280元，即節(jié)約了245280/573780=43%的電能?！　?.變頻調(diào)速技術(shù)在礦井供風(fēng)系統(tǒng)上的應(yīng)用　　煤礦井下氣動(dòng)工具生產(chǎn)所需要的壓縮空氣是由空氣壓縮機(jī)提供的，由于壓縮機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中是連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，而壓縮空氣的使用是間歇性的，使用時(shí)間不足開(kāi)機(jī)時(shí)間的30%，消耗電能占礦井用電的20%。實(shí)際生產(chǎn)中單電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)大多不能根據(jù)負(fù)載的輕重來(lái)連續(xù)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)采用變頻調(diào)速后，則能十分方便地進(jìn)

5、行連續(xù)調(diào)節(jié)，保持壓力的穩(wěn)定，從而大大提高壓縮空氣的質(zhì)量。用變頻器改造空氣壓縮機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：一是節(jié)省電費(fèi)20%以上，約半年即可收回變頻器投資。二是通過(guò)壓力傳感器與變頻等構(gòu)成壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)回路，進(jìn)行恒壓控制，使氣壓基本保持恒定，大大改善了氣源質(zhì)量。三是軟啟動(dòng)功能減少了大電流沖擊及機(jī)械沖擊?！　?.變頻調(diào)速技術(shù)在水泵上的應(yīng)用5　　在煤礦生產(chǎn)中，水流量要求處于變工況運(yùn)行。而在調(diào)節(jié)水泵流量時(shí)，實(shí)際采用的辦法是機(jī)械調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)水泵的拖動(dòng)電機(jī)處于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，很不經(jīng)濟(jì)。若通過(guò)變頻器控制轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，就具有調(diào)速性能好、節(jié)能效果顯著、運(yùn)行工藝安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。

6、據(jù)文獻(xiàn)顯示，我國(guó)幾十個(gè)大型煤礦集團(tuán)公司現(xiàn)有主排水泵5000多臺(tái)，其年排水電耗約為30億kW?h，占礦井總用電量的30%左右，所以對(duì)煤礦用水泵進(jìn)行變頻節(jié)能改造極具現(xiàn)實(shí)意義。　　4.變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用　　4.1變頻調(diào)速技術(shù)在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用　　礦井提升機(jī)是在繁重而又復(fù)雜的條件下進(jìn)行工作的設(shè)備，因此要求提升機(jī)的拖動(dòng)裝置能適應(yīng)頻繁啟動(dòng)、停止、調(diào)速及換相，并能實(shí)現(xiàn)重載啟動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)無(wú)級(jí)平穩(wěn)加、減速，提高提升系統(tǒng)的安全水平并達(dá)到節(jié)約電能的目的，礦用提升機(jī)需要選用變頻控制，取消“調(diào)速電阻”，節(jié)約調(diào)速運(yùn)行時(shí)電阻的熱損耗，在礦車(chē)下放減速器時(shí)，

7、電動(dòng)機(jī)短時(shí)間發(fā)電運(yùn)行，并能把電能反饋給電網(wǎng)。另一方面，用變頻器內(nèi)置的編程軟件替代繼電器可實(shí)現(xiàn)提升速度控制，減少設(shè)備維修工作量，降低維修費(fèi)用，節(jié)能效果顯著（節(jié)能率在15%～30%）?！　?.2變頻調(diào)速技術(shù)在礦井皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用5　　目前，我國(guó)許多煤礦用的皮帶輸送機(jī)除裝車(chē)系統(tǒng)使用外，井下也大量使用。由于諸多原因，使用中相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間都處于空載或輕載運(yùn)行狀態(tài)，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。如使用變頻調(diào)速技術(shù)，可減少電能浪費(fèi)，同時(shí)也能解決大功率皮帶輸送機(jī)的啟動(dòng)困難問(wèn)題。另外許多皮帶輸送機(jī)采用的軟起動(dòng)裝置絕大部分是液力偶合器，下行運(yùn)輸皮帶機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行制動(dòng)過(guò)程中會(huì)形成電機(jī)失控現(xiàn)象，

8、若在皮帶輸送機(jī)上安裝變頻器，可隨時(shí)將電機(jī)產(chǎn)生的負(fù)力回饋到電網(wǎng)中，減少發(fā)熱損耗，解決機(jī)械系統(tǒng)及電