煤矿机电设备变频节能技术应用

煤矿机电设备变频节能技术应用

赵辉纪良

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摘要：目前，煤矿机电设备已经出现发展不平衡、能耗高的问题，如果不及时解决问题，将无法充分发挥煤矿机电设备优势，推动煤矿机电设备向前发展。变频节能技术为煤矿机电设备的应用提供了更多便利，在煤矿机电设备的应用范畴为采煤机技术应用、起重机械技术应用、空气压缩机技术应用。本文探究变频节能技术在煤矿机电设备中的应用及发展前景。

关键词：煤矿机电设备；变频节能技术；应用

引言

一些中小型煤矿企业由于技术条件落后，存在生产效率低下、耗电浪费等不良现象。这些问题对煤炭行业的可持续发展极为不利。基于可持续发展理念，势必要对一些煤矿的必要设备进行节能优化。利用节能技术降低设备电耗、提高生产效率刻不容缓。变频节能技术具有良好的调速能力，能在不降低生产效率的前提下，实现节能减耗，而且该技术的自动化能力也十分优越，这将大大降低工作人员的工作强度，提高生产效率。由此可见，积极开展煤矿机电设备变频节能技术应用对于煤矿企业生产向绿色、节能转型具有重大战略意义。

1煤矿企业对变频节能技术的需求

煤矿企业的开采作业会涉及到大量特种工程机电设备的应用，其中的典型设备包括采煤机、输送机、提升机及流体负荷设备等。煤矿生产中应用的机电设备通常会在额定电压下保持长时间的运行状态，少数情况下出现高负载时，还能以超压状态运行一段时间，而长时间运行也是煤矿企业的生产需求。这就意味着煤矿生产中应用的机电设备会因为各种因素的影响导致超载、待机等现象出现，其中，超载是在特定时间段内负担高额工作量，待机则是在时段内无产出，均属于高耗能状态。一般情况下，煤矿机电设备处于高耗能状态的时间越长，设备出现安全隐患的可能性就越大，这意味着企业在这种情况下将付出更高的运维成本，也不利于企业的安全生产。而在变频节能技术得到长足发展之后，该技术开始被应用到各个行业，并为不同行业的生产提供了可靠的节能支持。在这种情况下，煤矿机电设备也可尝试引入这种技术，来实现不同生产时段共点频率的调整，进而合理优化机电设备运转的负载。变频节能技术能够在需要的时候转换供电电源，通过应用逆变器来控制机电设备的工作电压；除此之外，变频节能技术还可通过设置传感器并配备相应的运算单元，来实时采集设备的运行参数，在获得运行参数之后可将其生成特定的控制信号，通过应用三相逆变器来将直流电转换为三相交流电。在以三相交流电为煤矿机电设备供能的情况下，设备能够以低功耗的状态持续运行，进而实现能耗的有效控制。由此可见，变频节能技术能够根据煤矿机电设备不同时段的运作需求调整其实时运行状态，使运行状态符合不同时段的生产特征，进而实现设备能耗控制的高度优化。

2煤矿机电设备变频节能技术应用

2.1在采煤机中的应用

采煤机也是开采过程中所要用的设备之一。采煤机主要分为4个系统，包括为切割系统、运输系统、装载系统以及机械控制系统。引入变频节能技术，优点颇多，主要表现在以下两方面：（1）通过应用变频节能技术，切割系统能够针对不同的切割面灵活设置功率。如果切割面较大，就设置为大功率，如果切割面较小，就更换设置成小功率，避免了之前设备一直使用同一功率参数所造成的能源浪费，从而达到节能减耗的目的。（2）通过应用变频节能技术，装载系统可以根据煤炭负载量调控运行功率。而且运行功率还可以根据运载的不同阶段进行更改。由此可见，将变频节能技术应用到采煤机中，不但可以避免设备的长时间超负荷运行，而且能提升采煤机运行的安全稳定性，使设备使用寿命延长。

2.2在提升机中的应用

煤矿生产过程中提升机的运用十分频繁，同时也是煤矿生产流程中不可或缺的一部分，所以调整提升机设备具有重大意义。因为提升机运行过程中，其没有始终处于满负荷运行状态，比如，把井下开采的煤矿资源运送到井上时，提升机一般会处于满载状态，若提升机需再次进入井下，准备后续资源提升，提升机便不会装任何东西，当提升机能耗和满载保持相同时，则会浪费能源。为了解决以上问题，需重视对变频节能技术的运用。具体应用中，可选用高压变频变速自动控制系统与PLC控制系统：首先，在设计提升机电子控制系统时，针对高压变频变速自动控制，采取模块串联多脉冲信号动能回馈型四象限高压变频自动控制。同时，高压主电源电路和低压控制回路的通信，采取光纤传输激光焊接，以此保障能够信赖电防护特性，并提高系统抗干扰性；其次，提升机电气设备自动控制系统可通过PLC控制，实现部位操纵、速率操纵等，符合电磁兼容测试性的技术标准，进而在降低提升机能耗和运输成本的基础上，远程控制设备。

2.3在皮带输送机中的应用

在应用变频节能技术之前，皮带输送机即使在空载的情况下也会保持满负荷功率运行。此时，该设备的能耗与产能之比无疑非常不理想，这是皮带输送机需要应用变频节能技术的原因之一。另一方面，则是因为皮带输送机通常以液力耦合器作为启动设备，该设备在运转过程中会出现一定程度的过载，并因为这种过载导致皮带偏移、电机失控等问题出现。此时，就需要应用变频节能技术来控制电机启动过程中产生的电流，以使设备过载的问题得到有效控制，降低因设备过热导致故障的概率。此外，变频节能技术还能在空载状态下降低皮带输送机的运转速度，进而控制设备整体能耗。在应用变频节能技术之后，皮带输送机在长时间运行过程中，能根据工况调整传输速度及作业功率，进而对能耗实现有效调节，避免了皮带输送机出现长时间满负荷运行的情况，进一步降低设备因高强度运行导致损耗的可能，使得设备的维护压力大幅下降。

3融合变频节能技术后的机电设备维护方案

鉴于变频节能技术给煤矿生产带了的巨大收益，目前已经有许多煤矿对设备进行了升级改造。为了切实保障煤矿的生产质量和效率，应该制定一系列的设备维修和维护方案。例如：定期开展设备维护；在设备使用前进行调控测试，保证设备运行的安全性和稳定性；设立一组巡视检查小组，对设备的使用情况进行记录和分析。完善煤矿设备运行管理制度。运管部门要做好定期分析检查，清除设备存在的隐患。同时设立一个煤矿应急管理部门，煤矿应急管理部门需要加强部门、机构、企业的协同，提高管理的整体效率，从而有效降低应急管理成本，提高应急管理效能。此外，维修管理人员应在机器设备发生故障时及时维修，特别是在紧急情况下。在设备的维护和保养方面，应尽量建立详细的设备台账。只有这样高效使用设备，才能确保设备正常运行，保质保量完成煤矿生产。开展变频技术的优化与融合。随着科技的发展，技术也在不断更新迭替。为了能够更好地推动变频节能技术的发展，技术优化至关重要。在实际操作过程中，相关技术人员应该结合企业设备的特性，制定变频节能技术优化处理方案，使变频节能技术成为推动行业可持续发展的核心技术。

结语

综上所述，将变频节能技术应用于煤矿机电设备中，从某种程度上来说体现了技术的进步发展，其既能够丰富电机供电形式，也可以实际用电负荷为基础优化、调整机电设备的能耗方式，从而有效降低电耗，有力地推动煤企的可持续发展。所以，一定要加强推广、应用相关技术，确保我国煤矿事业发展的稳定性、和谐性。

参考文献

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[3]张克亮.煤矿机电设备中变频节能技术的应用分析[J].冶金与材料，2021，41(03):100-101.