引論：我們?yōu)槟砹?篇變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)中的作用范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

0引言

礦用通風(fēng)機(jī)是確保煤礦生產(chǎn)安全的一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)備，借助于合理化的通風(fēng)調(diào)控措施來為井下作業(yè)人員提供新鮮空氣，營造良好的作業(yè)環(huán)境。但同時(shí)也應(yīng)注意到，礦用通風(fēng)機(jī)具有運(yùn)行功率大、效率低的顯著特點(diǎn)，且還要經(jīng)常性連續(xù)作業(yè)，這也就促使礦用通風(fēng)機(jī)成為了煤礦生產(chǎn)過程中的主要耗電源頭。因而開展合理化的節(jié)能降耗技術(shù)研究，對(duì)于減少企業(yè)生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

1概述

長期以來，考慮到煤礦作業(yè)的特殊性，對(duì)于煤礦通風(fēng)設(shè)備的型號(hào)選取大都是以大功率設(shè)備為主。在煤礦通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行過程中，對(duì)電力能源應(yīng)用的低效化將會(huì)帶來巨大的能耗損失。因而，需盡快開展相關(guān)的節(jié)能技術(shù)研究并投入到實(shí)際應(yīng)用中，以降低煤礦生產(chǎn)的電能耗損，減少生產(chǎn)成本支出，并最終促使企業(yè)勞動(dòng)效率水平能得以持續(xù)提升，這一方面的問題將是當(dāng)前廣大煤礦企業(yè)所亟需解決的一項(xiàng)主要難題。通風(fēng)設(shè)備是為煤礦井下作業(yè)生產(chǎn)提供新鮮空氣的主要支持設(shè)備，在保障煤礦企業(yè)正常生產(chǎn)作業(yè)方面有著至關(guān)重要的作用。而且為保障井下能持續(xù)獲得新鮮空氣，并將井下的危險(xiǎn)氣體排除出去，往往需要通風(fēng)機(jī)晝夜不停地持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。然而伴隨著井下生產(chǎn)作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)、掘進(jìn)工作面的不斷深入，井下所需風(fēng)量也將越來越大，這一狀況下就要應(yīng)用到更多的大功率通風(fēng)設(shè)備。另外，因季節(jié)環(huán)境溫度的改變，井下的通風(fēng)需求總量也會(huì)隨之產(chǎn)生改變，并也需由此做出一定的調(diào)整處理。在煤礦通風(fēng)設(shè)備的型號(hào)選取方面，最開始是結(jié)合設(shè)計(jì)需求通風(fēng)量來選擇，因而通風(fēng)設(shè)備功率相較于初期實(shí)際所需功率要明顯大了許多，因此也就導(dǎo)致了一部分的電能浪費(fèi)情況發(fā)生。

2礦用通風(fēng)機(jī)存在的問題

2.1節(jié)能問題

在煤礦企業(yè)的日常生產(chǎn)過程中，對(duì)于通風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用可達(dá)到較好的環(huán)保節(jié)能、降耗增收效果。但從目前中國在這一方面的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其中仍存在大量不足之處，現(xiàn)展開具體分析：a)電能耗費(fèi)大。煤礦初期投產(chǎn)風(fēng)量需求小，但設(shè)計(jì)余量又較大，因此便會(huì)在較長的一段時(shí)間中面臨著供大于求的能源耗損，導(dǎo)致額外的成本費(fèi)用產(chǎn)生；b)啟動(dòng)難度大，機(jī)械易受損。主要通風(fēng)設(shè)備的直接啟動(dòng)方式存在著高電流、耗時(shí)長等特點(diǎn)，對(duì)于設(shè)備將會(huì)造成較為嚴(yán)重的絕緣危險(xiǎn)，使得通風(fēng)設(shè)備的應(yīng)用壽命大打折扣；c)系統(tǒng)本身自動(dòng)化水平程度不高。風(fēng)機(jī)設(shè)備的風(fēng)葉角度調(diào)整還要人工進(jìn)行操作，無法做到對(duì)通風(fēng)量的實(shí)時(shí)性調(diào)節(jié)。考慮到目前礦用通風(fēng)機(jī)所存在著的上述問題，應(yīng)用傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式難以有效適應(yīng)高效化的煤礦生產(chǎn)需求。因而，要實(shí)現(xiàn)高效、低噪聲及自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)量的礦用通風(fēng)機(jī)研究還面臨著較大的難度挑戰(zhàn)。

2.2不完善的礦井通風(fēng)系統(tǒng)

隨著社會(huì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，煤礦企業(yè)逐漸獲得了較為長遠(yuǎn)的發(fā)展，但近年來，瓦斯爆炸等事故層出不窮，在一定程度上對(duì)于整個(gè)社會(huì)的安定團(tuán)結(jié)十分不利，嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，而這一切與礦井通風(fēng)系統(tǒng)不完善等有很大關(guān)系。a)人為因素。管理人員和礦工不具備良好的職業(yè)素養(yǎng)與工作技能，不能在認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上將與建設(shè)要求相符的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)出來，致使通風(fēng)系統(tǒng)本身存在一定的安全隱患；b)物的因素。在建設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)中，基于巷道巖性和巖層硬度的不同，建設(shè)工藝、進(jìn)度和安全的差異，在內(nèi)外力的影響下各種設(shè)備出現(xiàn)安全事故的可能性比較大，如撞擊、滲漏、翻車和墜落等；同時(shí)煤礦中所存在的危險(xiǎn)物質(zhì)比較多，且在一定條件下極易發(fā)生爆炸。

2.3礦井通風(fēng)和安全監(jiān)察系統(tǒng)相互分離

現(xiàn)階段，中國煤礦所具備的安全監(jiān)察系統(tǒng)相對(duì)比較薄弱，并不能很好地結(jié)合通風(fēng)系統(tǒng)，相應(yīng)地便加重了通風(fēng)系統(tǒng)不安全問題的嚴(yán)重性。同時(shí)，包括礦井通風(fēng)安全在內(nèi)的煤礦安全問題已得到相關(guān)部門的重視，且證實(shí)了上述兩系統(tǒng)分離會(huì)加重問題，為此需要相關(guān)部門有效調(diào)控與監(jiān)管煤礦企業(yè)。

2.4通風(fēng)管理嚴(yán)重滯后監(jiān)督不力

在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上，建立和健全煤礦通風(fēng)安全制度至關(guān)重要。制度在一定程度上可以保障通風(fēng)系統(tǒng)的安全性，但目前通風(fēng)管理存在嚴(yán)重的滯后性及監(jiān)督不力的情況，相關(guān)管理人員不能嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來管理設(shè)備安置和質(zhì)量效果。某些煤礦井下進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)風(fēng)門的安置位置與標(biāo)準(zhǔn)不符，風(fēng)門的數(shù)量和質(zhì)量調(diào)控不合格，且頻繁出現(xiàn)漏風(fēng)和連鎖性能差的問題。同時(shí)，煤礦通風(fēng)系統(tǒng)管理人員在實(shí)施管理時(shí)不認(rèn)真、不負(fù)責(zé)，只顧完成任務(wù)而不進(jìn)行有效的檢查，即便出現(xiàn)問題也不能進(jìn)行科學(xué)處理，致使安全事故頻繁發(fā)生。

3變頻節(jié)能原理

3.1變頻調(diào)速原理

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)速度的調(diào)節(jié)，主要可采取的方式包括調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)極對(duì)數(shù)或風(fēng)機(jī)電源初始頻率值這三種。其中實(shí)際操作起來相對(duì)較為簡便的是通過對(duì)變頻器初始電源頻率的調(diào)節(jié)來達(dá)到對(duì)通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的目的，且采用這一方法還能做到對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的平移調(diào)整。依據(jù)流體力學(xué)的比例定律可知，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)動(dòng)速率方面發(fā)生改變時(shí)，與之所相對(duì)應(yīng)的風(fēng)量、負(fù)壓、功率及轉(zhuǎn)速間的相關(guān)性即可被確定為：風(fēng)量和轉(zhuǎn)速成一次方正比例關(guān)系，風(fēng)壓和轉(zhuǎn)速二次方成正比例關(guān)系，軸功率和轉(zhuǎn)速三次方成正比例關(guān)系。據(jù)此便可得出，若風(fēng)量總需求低于電機(jī)功率所產(chǎn)生出的總風(fēng)量時(shí)，則通過減小風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度便可促使與之所相對(duì)應(yīng)的功率依據(jù)轉(zhuǎn)速三次方明顯下降。因而，將變頻調(diào)節(jié)技術(shù)用到主通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中，可達(dá)到良好的節(jié)能降耗效果。

3.2高壓變頻器的特點(diǎn)

3.2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

明鑫煤礦用通風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)采用JD-BP38-315F高壓變頻調(diào)速設(shè)備，這一種變頻調(diào)速設(shè)備的輸入及輸出部分均為三相。該型號(hào)變頻設(shè)備主要包括移相變壓設(shè)備、控制器、功率單元三部分，應(yīng)用變頻器電路結(jié)構(gòu)和功率單元實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，輸出疊加為高壓直接發(fā)送至高壓電機(jī)內(nèi)，無需應(yīng)用功率因素補(bǔ)償設(shè)備及濾波器。

3.2.2設(shè)備特點(diǎn)

a)在變頻設(shè)備前方應(yīng)用多項(xiàng)繞組所隔離出的移相變壓器，把高壓工作頻率電源轉(zhuǎn)換成低壓且同時(shí)獨(dú)立的工作頻率電源，進(jìn)而提供給需求電源的多項(xiàng)功率單元。變壓設(shè)備次級(jí)各相依次排列并分組7組副邊繞組，共21組。采取獨(dú)立布設(shè)形式，確保不同功率單元各自保持獨(dú)立性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器抗干擾性能的大幅度提升；b)功率單元在整個(gè)高壓變頻調(diào)速器當(dāng)中有著至關(guān)重要的作用。單元功率主體構(gòu)成內(nèi)容包括了濾波、整流、逆變3項(xiàng)，用交-直-交單相逆變電路組成，將來源于移相變壓器內(nèi)的低壓交流電通過整流濾波處理后逆變成波狀交流通電形式，并供應(yīng)至主通風(fēng)機(jī)設(shè)備。功率單元整流部分選用二極管與48脈沖多級(jí)相疊加整流來達(dá)到三相全波整流。逆變部分則利用逆變橋開展PWM（脈寬調(diào)制）控制來達(dá)到逆變目的。功率單元每一相均選用低壓功率單元所串聯(lián)形成，輸入諧波后可直接達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。鑒于功率單元在整個(gè)變頻器內(nèi)的作用價(jià)值愈發(fā)突出，系統(tǒng)應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方式，各相7個(gè)單元，共三相21個(gè)單元。若其中某單元出現(xiàn)故障隱患而難以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則與之所相對(duì)應(yīng)的單元輸出一端便可自主通過軟件控制旁路，進(jìn)而確保整機(jī)運(yùn)行不受影響。變頻器各功率單元主體結(jié)構(gòu)均相同，可互相更換，有助于提高維修效率；c)本次研究所采用的變頻調(diào)速器控制器主要由可編程邏輯控制器及人機(jī)界面共同構(gòu)成，通過高效化的微型處理設(shè)備達(dá)到控制目的并和子微處理器互相連通，可實(shí)現(xiàn)對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程管控。

4改造方案

要實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前煤礦通風(fēng)機(jī)設(shè)備電能浪費(fèi)問題的處理，達(dá)到理想的節(jié)能目的，就必須采用變頻節(jié)能技術(shù)開展改造處理工作。一般而言，進(jìn)行礦用通風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造處理可選取多種方案，各項(xiàng)節(jié)能技術(shù)所需達(dá)到的節(jié)能需求也不盡一致。目前較常用到的礦用通風(fēng)節(jié)能技術(shù)主要是針對(duì)通風(fēng)機(jī)型號(hào)、管路設(shè)計(jì)、運(yùn)行狀態(tài)控制等進(jìn)行改造處理。在具體實(shí)施時(shí)：a)首先需確保所選用的設(shè)備型號(hào)和實(shí)際通風(fēng)總量需求保持較高的匹配度；b)針對(duì)目前的通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)管路做出調(diào)整，以期能較大程度地降低管網(wǎng)限制影響；c)需針對(duì)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況采取自動(dòng)化的調(diào)控措施。為達(dá)到較為理想的節(jié)能效果，較為可行的方案是對(duì)通風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)做出自動(dòng)化調(diào)整，可供選用的方法有：a)改變通風(fēng)設(shè)備節(jié)流狀況。節(jié)流調(diào)節(jié)大多是在通風(fēng)設(shè)備轉(zhuǎn)速保持恒定的狀態(tài)下，利用壓力閥來調(diào)整其曲線，進(jìn)而達(dá)到對(duì)通風(fēng)流量的控制。通過具體分析可發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用這一方法后效果并不顯著；b)應(yīng)用液力耦合器進(jìn)行通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行速度調(diào)節(jié)。在電動(dòng)機(jī)保持穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的狀態(tài)下，利用對(duì)耦合器泵輪及渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度的調(diào)節(jié)來達(dá)到對(duì)礦用通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)控，其原理是通過液體傳導(dǎo)扭矩來實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)表明采用這一種方法可達(dá)到一定的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)控效果，有著較為普遍的應(yīng)用性。然而伴隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，此項(xiàng)技術(shù)因其所存在的占地面積大、調(diào)速效果有限等不足而逐漸被新型技術(shù)所取代；c)應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)。和上述兩種較常用到的調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度方法相比，這項(xiàng)技術(shù)不僅應(yīng)用效果顯著且有著較高的成熟度，是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度精準(zhǔn)調(diào)控的有效方法，可達(dá)到較為顯著的節(jié)能降耗效果。且此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還具有典型的低成本特點(diǎn)，其關(guān)鍵是基于原基礎(chǔ)新增加了變頻器，在確保不新增額外成本費(fèi)用的基礎(chǔ)上還可實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的有效調(diào)節(jié)，因此在當(dāng)前的煤礦生產(chǎn)作業(yè)過程中這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用已十分廣泛。目前，變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機(jī)的節(jié)能方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用，已成為井下作業(yè)生產(chǎn)通風(fēng)供給最常用到的一項(xiàng)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整體煤礦通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提升，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，不僅有著良好的節(jié)能降耗特點(diǎn)且在設(shè)備管理方面發(fā)揮出了巨大作用。

5結(jié)語

隨著相關(guān)機(jī)電設(shè)備變頻調(diào)速技術(shù)逐步改進(jìn)與完善，其目前被大規(guī)模推廣應(yīng)用。井下通風(fēng)設(shè)備長期存在著低效率、強(qiáng)噪聲、高能耗等問題，相關(guān)工程技術(shù)人員不斷努力，將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到煤礦通風(fēng)機(jī)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦井通風(fēng)條件的有效改善，并同時(shí)也可達(dá)到十分顯著的節(jié)能效果，可根據(jù)實(shí)際的通風(fēng)量需求來調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行速度，在煤礦通風(fēng)中有著十分廣闊的應(yīng)用前景。