变频装置在煤矿主通风机上的应用

宋 成琳

山东天勤石油科技有限公司 山东东营 257300

摘要：主通风机作为煤矿重要通风设备，在新建矿井中为满足生产需要，通常按生产所需最大风量进行风机选型，但是由于国家对煤矿统筹管理，矿井在基建到达二期后停工，矿井执行一停四不停政策，致使在实际运行中存在耗能大、效率低的问题。在对主通风机投入使用变频控制以后，能够解决“大马拉小车”的问题，但是变频运行中也存在一些风险。

关键词：变频器;煤矿通风机;应用

引言

由于我国经济快速的发展，对能源的需求数量不断增加，使得煤矿的开采规模不断扩大。而在煤矿的开采过程中，同样需要消耗大量的能源，其中消耗最多的能源便是电能。所以，这便要求煤矿企业应当通过一定的节能手段，进一步的降低开采作业能源消耗数量。而通过利用变频器装置，则可以达到很好的节能效果，尤其是最近几年间，在煤矿通风机设备中，通过利用变频器装置，取得了良好的节能效果。不过，在通风机设备之中，应用变频器装置时，依旧有着一些问题存在，所以，便要求我们应当更为深入的分析煤矿通风机设备中变频器应用问题，从而制定更为有效的措施，确保进一步提升通风机设备的节能效果。

1变频技术在通风机的应用中应考虑的因素

1)能源的节约首先，在对变频设备进行选择时要选择直供式设备，检查设备的电压是否和供电电压一致，还要考虑该设备是否能够对高次谐波有良好的抑制作用，以免其影响其他设施的正常运转。其次，要选择谐波高次分量小的变频设备，有效地避免电动机功率因数发生变化。再次，要考核变频设备是否能够在正常电压波动的情况下继续工作，允许正常波动的设备在电网发生闪落时能够工作，避免通风设备的停止运行的状况出现。最后，为了有效地避免铁芯损害，要选择能耗低效率高的变频设备。2)可靠安全性能首先，在对变频设备的工作频率进行设置时不必按照传统的反风的形式，而可以对变频设备的负频率进行设置。其次，将通风机的叶片进行位置调节，调节时要依据风压和风量的数值，考查风机的曲线特性，然后依据曲线特性选择工况点并进行转动速度设定，然后再设置产品设备的使用速率。再次，定期的进行煤矿井下反风演习，以确保在紧急情况下通风机能够迅速进行反风操作，以保证井下反风量正常，保障井下作业人员安全。此外，要定期对通风机倒机切换，以为日后的通风机维护工作做好铺垫。

2变频装置在煤矿主通风机上的应用

2.1高效区高压变频器的调速方式

在对当前风机的运行状况展开分析之后，得到了当前和以后矿井通风网络阻力的曲线图，由此得到了相对精确的矿井通风网络阻力系统和网阻的相关公式。对当前矿井的具体情况展开分析，得到用户反应的初期所用到的风量和负压。同时，对风机的转速和风机的直径进行测定，依据厂家给出的产品特征，做出准确的风路阻力曲线，同时依照风机需要达成的风量和负压，找到前后期工况点，需要保证工况点在高效区开展运行，也就是说系统要达到80%左右的效率。风机叶片的安装解读可以利用公式以及图标得出，结合两者的方式，确定风路特性的曲线，确定工况点，可以通过图来达到平均角度，也能够利用公式得出。在使用上述方式得到初步角度后，在结合矿并阻力曲线后得到工况点，之后再计算出叶片安装的角度，在现实应用中，风机转速大于50%，这样便能够让变频机的风量和负压符合用户的要求，另外，还能够让风机在高效区正常运行。

2.2对风量进行优化调节

通常在井下开采作业的过程中，进行风量调节时大部分是通过对阀门进行调节完成的，不过，此种方法将会导致通风机的电机装置和通风机设备均会造成损害。在煤矿通风设备的实际运行过程中能够发现，井下通风设备的叶片装置相对而言较为灵活，因此，在对通风设备调节的过程中，能够采取调节通风机叶片方法实现对通风量的调节，如此，便能够有效的减少变频器装置使用，也可达到节能降耗的目标。不过，很多煤矿企业由于采用的通风设备属于老式设备，在对这些通风设备的叶片进行调节过程中，涉及工序相对繁琐且复杂，要花费相对多的精力与时间。不过，在科技逐渐的革新与发展过程中，目前所生产的通风机设备在进行叶片角度调节时非常便捷，因此，在对井下通风设备风量的调节过程中便更易实现。另外，在采用调节叶片角度的方法调节通风设备风量时，不会影响到通用风设备电机的工况曲线，并且还能够有效的提升通风机运行效率，从而确保井下通风机设备能够更为安全与可靠的运行。

2.3应用高压变频器带来的相关效益

高压变频器可以让电机呈现软启动状态，一定程度上避免了主动冲击，让维护费用相应减少，让设备的使用期限相对延长；让系统更加稳定和可靠，具备了变频故障变为工频的作用，保证风机可以工作；有较高的自动化水平，使用灵活，操作简便；输入谐波小，不会让电网受到影响，较低的输出谐波含量，对所有改造项目的普通异步电动机来说都非常适用；该设备在显示界面上做了人性化的设计，全中文的显示，对于人们来讲非常方便；有非常全面的安全保护性，对于过热和过压以及短路和过载来说都可以实现自我保护，同时还有外围连锁保护功能，这样的设计让系统的安全性更进一步；对于每台扇风机的电气参数和工艺参数以及电气设备和工作状态都可以有很好的检测作用，可以收集到各项运行数据。可以对控制程序进行严格的掌控，还可以对主扇风机和控制柜的硬件闭锁控制展开有效的指导。将通风系统的工艺参数、电气参数以及运行状态连接到控制站，这样可以实时监测设备是否开始工作，是否产生故障，一旦发现问题，便可及时地根据运行记录展开故障的分析和排除，在特定条件之下，甚至可以实现远程控制，无需专人值守，对其展开控制和监督。

2.4变频技术在通风机运行中的重要作用

1)软启动能够延长通风机的使用寿命在通风机上应用变频技术后，从通风机初启动到完成运转期间并没有出现具有冲击性威力的极速电流，可见变频技术的应用使通风机实现了软启动，能够对通风机起到保护作用，有利于延长通风机的使用寿命。2)降低风机噪音使用了变频技术后通风机的转速相对降低，因此在通风机运转时原有的噪音得以降低，为井下作业人员提供相对安静的环境。3)提高功率因数在通风机应用变频技术以前，如果存在无功率因数现象，要安装无功率补偿装置，而变频技术应用以后通风机的功率因数存在，节约了购置并安装无功率补偿装置的成本。

结语

1）煤矿用主通风机采取变频运行时，不宜采取过低的频率运行，一般最低不得低于30Hz运行，因为通过实验得出，当风机低于30Hz运行时，典型风机“喘振”的表现，如：振动超标，噪声过大，气流、功率周期性变化等表现不明显，对风机安全运行造成隐患。2）当通风机使用变频控制系统时，通风机的监测监控系统应加设通风机比例定律计算，将通风机实际低频运行工况换算到工频运行的工况，能够保证所设置的“喘振”示警保护起到相应的作用。3）通风机检修工除了日常维护工作外，应每月进入风机，对每一片风叶进行检查，排除隐患。

参考文献

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