變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)的運(yùn)用

時(shí)間:2022-07-06 03:16:11

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變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)的運(yùn)用

1.變頻節(jié)能技術(shù)煤礦通風(fēng)機(jī)中應(yīng)用礎(chǔ)分析

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示,我國(guó)大多數(shù)針對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)而進(jìn)行的變頻節(jié)能技術(shù)改造中,主要是按照變頻節(jié)能的技術(shù)原理以及煤礦通風(fēng)機(jī)中存在的問(wèn)題入手,結(jié)合其應(yīng)用情況而發(fā)揮兩者結(jié)合的最大效果。下面針對(duì)具體的變頻節(jié)能技術(shù)原理以及煤礦通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的論述,為后期進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐而奠定基礎(chǔ)。(1)技術(shù)應(yīng)用原理針對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理進(jìn)行分析,主要是從煤礦通風(fēng)機(jī)中的電動(dòng)機(jī)部件入手,結(jié)合其運(yùn)行特點(diǎn)而展開(kāi)詳細(xì)分析。在煤礦通風(fēng)機(jī)當(dāng)中,其一般是采用交流異步電機(jī)來(lái)進(jìn)行風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),但是由于交流異步電機(jī)具有尺寸小、成本低、周期長(zhǎng)以及穩(wěn)定性的特點(diǎn),就導(dǎo)致其在風(fēng)速調(diào)節(jié)上存在一定的缺陷。變頻節(jié)能技術(shù)是在交流異步電機(jī)中加入了交流變頻調(diào)速功能,達(dá)到調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整的效果。然而,在優(yōu)化電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整功能之后,同時(shí)會(huì)影響到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性,進(jìn)而影響到電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的性能上。由此,還需要在電動(dòng)機(jī)改良過(guò)程中加入恒功率技術(shù)以及恒磁通技術(shù),從多個(gè)角度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)送風(fēng)量的控制以及運(yùn)行功率的保障。與此同時(shí),變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用使得電動(dòng)機(jī)還會(huì)長(zhǎng)期處于低負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),進(jìn)而造成大量的電能被消耗掉,造成不必要的電能浪費(fèi)。這就需要在具體應(yīng)用變頻機(jī)能技術(shù)時(shí)結(jié)合煤礦通風(fēng)機(jī)的電力消耗情況而進(jìn)行改善,達(dá)到節(jié)約電能利用的效果、減低能耗。變頻技術(shù)主要就是根據(jù)流體力學(xué)比例定律而進(jìn)行研制的。其中,當(dāng)通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度發(fā)生變化時(shí),其轉(zhuǎn)速和風(fēng)量存在一定的正比關(guān)系。而當(dāng)風(fēng)量的總需求小于電機(jī)功率所產(chǎn)生的總風(fēng)量時(shí),我們就可通過(guò)減小風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)功率的有效調(diào)節(jié),這樣就能實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度的有效調(diào)節(jié),以此來(lái)達(dá)到節(jié)能降耗的目的。(2)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查顯示,在目前的煤礦通風(fēng)機(jī)應(yīng)用中大致是存在節(jié)能問(wèn)題、通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)問(wèn)題、通風(fēng)管理問(wèn)題以及安全監(jiān)察問(wèn)題等現(xiàn)狀,制約著煤礦通風(fēng)機(jī)的性能發(fā)揮。具體而言,在煤礦通風(fēng)機(jī)應(yīng)用的節(jié)能問(wèn)題上,主要是由于煤礦通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),使得其需要大量的電能,并且在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持大量的電能消耗情況,導(dǎo)致煤礦通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量有限,進(jìn)而也就無(wú)法滿足煤礦的通風(fēng)需求。同時(shí),由于煤礦通風(fēng)機(jī)具有啟動(dòng)難、完善程度低的特點(diǎn),就導(dǎo)致其設(shè)備容易出現(xiàn)損壞等各種故障,有時(shí)甚至可能出現(xiàn)設(shè)備絕緣體破壞造成電流問(wèn)題,極大地影響了煤礦通風(fēng)機(jī)的使用壽命。而針對(duì)其通風(fēng)系統(tǒng)不完善的情況,則是由于人為原因和開(kāi)采環(huán)境的限制等導(dǎo)致了煤礦通風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)就埋下了一定的安全隱患,并且隨著其運(yùn)行時(shí)間增加,在應(yīng)對(duì)一些復(fù)雜的巷道環(huán)境、巖石硬度以及建設(shè)工藝等容易導(dǎo)致撞擊、翻車(chē)等安全事故的發(fā)生,危害人員安全。此后,針對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的管理問(wèn)題和安全監(jiān)察管理問(wèn)題則是由于缺乏安全管理制度的制定和規(guī)范,導(dǎo)致在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)管理時(shí),缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,進(jìn)而容易導(dǎo)致煤礦通風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,影響其性能的發(fā)揮。而且,由于對(duì)安全監(jiān)察工作重視程度有限,就導(dǎo)致在缺乏安全監(jiān)察制度的情況下,使得其調(diào)控管理上存在缺陷,影響了通風(fēng)安全性的管控。

2.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用實(shí)踐分析

上面已經(jīng)對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用實(shí)況進(jìn)行了大致的分析,可以發(fā)現(xiàn):在推進(jìn)變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用時(shí),需要從多個(gè)角度實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)的問(wèn)題解決,并結(jié)合變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理來(lái)優(yōu)化其結(jié)合形式,最終推動(dòng)煤礦通風(fēng)機(jī)性能的優(yōu)化。主要的變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用實(shí)踐有以下幾個(gè)方面:(1)變頻器的改良在煤礦通風(fēng)機(jī)中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù),主要是從煤礦通風(fēng)機(jī)的變頻器的安裝出發(fā),結(jié)合一定的變頻調(diào)速功能發(fā)揮情況,實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量、風(fēng)速、運(yùn)行效率以及穩(wěn)定性的掌握,全面提高煤礦通風(fēng)機(jī)的節(jié)能效果。具體地,在變頻器的選擇上,主要是通過(guò)分析交—交變頻器、交—直—交變頻器等兩種變頻器種類(lèi),來(lái)研究其調(diào)速的效果。在交—交變頻器即直接式變頻器上,其工作原理是通過(guò)將工頻電流來(lái)轉(zhuǎn)化為可調(diào)電流,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的調(diào)整,進(jìn)而減少電能消耗的效果。而交—直—交變頻器即間接式變頻器則是通過(guò)一種二重變換的方法,以直流為中介,實(shí)現(xiàn)工頻電流與可調(diào)電流的順利轉(zhuǎn)換。這種通過(guò)直流介入轉(zhuǎn)換過(guò)程的變頻方法,可以有效地提高電能的運(yùn)轉(zhuǎn)效果,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)機(jī)的調(diào)速功能。(2)PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的優(yōu)化除了對(duì)變頻器的改良之外,針對(duì)PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的優(yōu)化上則是通過(guò)研究PLC系統(tǒng)的構(gòu)成以及其變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的功能等兩個(gè)角度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能效果發(fā)揮。具體地,針對(duì)PLC系統(tǒng)構(gòu)成分析,主要是通過(guò)對(duì)中央處理器、輸入單元、輸出單元、電源以及存儲(chǔ)器等設(shè)備部件而進(jìn)行優(yōu)化。其中,對(duì)中央處理器的分析,主要是提高PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和分析能力,同時(shí)優(yōu)化其對(duì)于設(shè)備故障的檢修和維護(hù)能力的發(fā)揮,保障各種情況下能維持PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行?,F(xiàn)階段,在煤礦通風(fēng)機(jī)的PLC系統(tǒng)中,主要是選用一些成本低、安全性高、尺寸小以及處理運(yùn)行穩(wěn)定的設(shè)備,來(lái)保障PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)有良好的基礎(chǔ)元件設(shè)施。此外,針對(duì)PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的優(yōu)化,則是通過(guò)對(duì)其內(nèi)部的控制主程序、子程序等各種運(yùn)行程序的完善來(lái)加強(qiáng)對(duì)變頻節(jié)能效果以及調(diào)速的實(shí)現(xiàn)。一般而言,PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)中的主程序是需要在子程序自檢完成之后,針對(duì)煤礦巷道內(nèi)部的瓦斯含量等數(shù)據(jù)分析的前提下,而準(zhǔn)確設(shè)置煤礦通風(fēng)機(jī)變頻通風(fēng)的功率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)控制。目前在PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)對(duì)煤礦巷道內(nèi)部的瓦斯含量進(jìn)行測(cè)定時(shí),是采取在煤礦通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)位置附近一定范圍內(nèi)的濃度測(cè)量的方法。但是,考慮到煤礦內(nèi)部掘進(jìn)面的持續(xù)深入,會(huì)導(dǎo)致空氣中瓦斯含量的大量增加,進(jìn)而使得在PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)下,改變煤礦通風(fēng)機(jī)的功率和送風(fēng)效果,保持煤礦巷道具有較好的通風(fēng)環(huán)境,提高其安全性。(3)液力耦合器調(diào)速的完善針對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)內(nèi)部的耦合器調(diào)速功能的完善,則是通過(guò)應(yīng)用新型的液力耦合器來(lái)達(dá)到調(diào)整煤礦通風(fēng)機(jī)運(yùn)行速度的應(yīng)用方式。在目前的煤礦通風(fēng)機(jī)內(nèi)部電動(dòng)機(jī)耦合器完善中,主要是通過(guò)優(yōu)化耦合器的泵輪以及渦輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)設(shè)備來(lái)達(dá)到調(diào)整整個(gè)煤礦通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。這種液力耦合器在應(yīng)用時(shí)需要借助液體的幫助在傳導(dǎo)扭矩的作用下,控制煤礦通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,并且同時(shí)提高煤礦通風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和功率輸出的平穩(wěn)性,這也就使得其有著廣泛的實(shí)用價(jià)值。但是,結(jié)合變頻節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展,液力耦合器對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)調(diào)速的控制,也逐漸顯示出其由于體積大和調(diào)速效果不夠突出的缺陷,影響了應(yīng)用情況。

3.總結(jié)

綜上所述,通過(guò)對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用分析,不僅實(shí)現(xiàn)了在對(duì)變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理以及煤礦通風(fēng)機(jī)存在的問(wèn)題分析上的應(yīng)用基礎(chǔ)研究;我們應(yīng)首先認(rèn)識(shí)與了解通風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)節(jié)能原理和變頻技術(shù)在通風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的重要作用,進(jìn)而將變頻節(jié)能技術(shù)高效的應(yīng)用在煤礦的通風(fēng)機(jī)中,這樣就能提高整個(gè)煤礦生產(chǎn)的安全性,而且可以在考慮到煤礦通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用環(huán)境和調(diào)速效果等因素前提下,在展開(kāi)變頻節(jié)能應(yīng)用時(shí),推進(jìn)變頻調(diào)速和通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量效果改善,最終不斷優(yōu)化煤礦的通風(fēng)效果。

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作者:孫杰單位:山西焦煤西山煤電集團(tuán)馬蘭礦