通过优化煤矿机电设备设计实现机电设备节能

唐劲松

兖州煤业股份有限公司物资供应中心 山东 邹城 273500

摘要：煤炭作为中国最重要的能源之一，如何有效地使用和消费煤炭资源将直接影响着中国的经济和社会发展。现代煤矿公司经常使用大量的机电设备来实现高效的采矿作业，以及大功率连续开采地下生产通常会导致矿山的机电设备在高负载下运行，从而导致设备运行能源消耗的增加，严重影响采矿作业的安全和运行进度。因此，有效的节约和减少能耗是每个煤矿企业都应正视的问题。

关键词：煤矿；机电设备；设计实现；设备节能

1煤矿机电设备的使用与推广节能技术的瓶颈

世界上的一切都在不断地被淘汰和更新。煤矿机电设备也不例外。它也有时间被废弃。旧设备报废后才能更换新机电设备。煤矿生产环境本身比较复杂，加上设备长时间连续运行，不同设备的磨损产生了不同程度的损失。因此，有必要定期维护和更换设备。现有操作人员的技术水平已远远赶不上煤矿机电设备自动化程度的提高。操作人员的专业水平对机电设备的使用和维护起着至关重要的作用。

首先，风机的能耗相当大，因为设备需要一直运行。一旦开关启动，将导致设备本身的损失。另外，一些煤矿通风竖井的设置不是很合理，导致风机的实际使用功率远远大于额定使用功率，造成了极大的能源浪费。此外，采煤机故障的频率相当高。因此，要想在煤矿开采过程中应用节能技术，首先要考虑采煤机能否承受如此大的压力。目前，由于设备使用不科学，采煤机的故障逐渐增多。由于煤矿的特殊性，提升机的工作环境比较嘈杂，现有的节能技术还不是特别成熟，无法保证提升机在这种嘈杂环境中高效运行。与上述两种设备相比，皮带传动设备需要更高的电压和功率来支持其运行。因此，变频节能技术面临的最大挑战是如何使皮带传动设备正常运行。

2从设计方面出发探索优化煤矿机电设备的节能效果的举措

2.1节能技术在提升机中的应用

煤矿生产环节中，提升机的应用十分频繁，提升机设备在煤矿生产流程中占据着十分重要的位置，对提升机设备进行调速极为有必要。由于提升机在运行过程中并非始终处于满负荷运行的状态，比如说，在将井下开采好的煤矿资源运输到井上时，提升机通常处于满载状态，但是提升机还需要再次进入到井下为后续的资源提升做准备，在此过程中，提升机可能就处于空载状态，如果提升机的能耗与满载状态一致，那么实际上就是对能源的一种浪费。因此，在使用提升机设备时，做好设备调速工作就显得极为有必要了，在调速时可以通对金属电阻与电动机转子进行合理利用，将二者连接在一起，然后达到设备调速的目的。但是，在煤矿实际应用环节，煤矿生产安全性相对来说比较低，所以煤矿提升机能耗大的问题依然未能得到有效的改善。而自动化变频节能技术的应用则有效的解决了相关问题，自动化变频节能技术是以数字信息化为基础应用的，其结合输入输出接口，可以实现对设备的自动化控制，其不仅可以有效的降低提升机的能耗，降低运输成本，还可以实现对设备的远程控制目标。

2.2对井下局扇进行节能改造

大多数煤矿公司通常在地下风机上使用全速模式。这种操作模式无法根据现场的煤矿开采操作来调整设备的速度，并且没有节能降耗的效果。在这种情况下，有必要通过减少煤矿机电设备的消耗并利用局扇变频调速技术来进行节能变化。在煤矿井下局扇的监管有几个目标，这些目标可以节省能源并降低能耗。这是因为该技术的变速控制器的风扇可以根据气体传感器实时监测道路上相应位置的气体浓度变化，并且还可以自动调节井下局扇速度以合理地调节送风量。它不仅保证了将煤矿机电设备应用于煤矿的安全性，而且还减少了机电采矿设备的电能消耗，从而延长了井下局扇设备的使用寿命，减少了煤矿机电设备的损耗投资。将井下局扇的节能改造已转换为变频技术，机电设备的风扇全年不需要全负荷运行，因此可以有效利用煤矿中的机电设备，这对减少设备的能耗有促进作用。

2.3流体负荷设备应用

风机以及泵所使用的变频调速，是变频节能技术，在流体负荷设备之中的具体展现形式。变频调速功能，在风机之中的实用性明显提升。而且还出现了为适应煤矿特殊环境的变频调节装置。风机经过改造之后，与改造之前的最低转速对比，其实际转速明显下降。因此在改进之后，风机更适合应用于矿井之中，对于煤矿企业来讲，是有效控制电能资源耗损的有效途径。

变频调速在给液用泵、矿区给水阶段的灵活性较强，能降低设备应用期间的机械冲击，也能有效提升工艺系统的灵活性、有效性，避免设备出现机械冲击的问题，工艺系统控制的灵活性增强，保障煤矿开采的整体质量。在设备运行期间，利用技术手段控制抽水泵的加速、平滑停启等操作，让井下的液位保持较为恒定的状态，避免抽水泵出现空转或频繁启停的问题，控制设备的能耗，为煤矿的安全生产奠定良好条件。

2.4煤矿压缩机中的应用

在煤矿生产工作实施期间，有大量井下作业实施，空气压缩机的使用十分频繁，而在连续不断的应用之下，压缩机将会消耗大量的电能，应用工作程度大幅度增加。变频节能积水在压缩机中的应用则可以有效的解决该问题，借助变频器可以形成调节回路，控制恒定电压，进而有效的提升电源的质量，电能消耗将会因此大幅度的降低，这样电能消耗成本也将会大幅度的下降，也就达到了节能降耗的目的。

2.5对煤矿皮带运输机进行节能改造

带式运输机将交流电作为电动机动力，将液力耦合器作为传动，通过工频拖动来运行工作，其作为煤矿运输主体设备之一，对煤矿的运输起着重要的作用。但是，带式运输机当前存在启动电流过大、传动效率低、机械冲击大等不足，在利用变频技术来改造煤矿皮带运输机后，能够解决其在重载和启停情况下出现的跑带、断带等安全问题，使带式运输机的工作效率得以提升，同时也能够增加煤矿的经济和社会效益。首先，利用变频技术能够使其带强降低，变频器开启时间可以调节，因此，在变频器应用驱动时，带式运输机启动的时间可以延长，能够使其带强降低，也能够降低设备投入成本。其次，变频器具备软启动能力，能够更好地驱动运输机，利用变频器可以将运输机和电机结合起来，缓缓启动电机并将运输机带动起来。这时，运输机张力较小，不会产生损坏，同时能够将皮带内存储的能量释放出来。同时，变频器应用在多电机驱动时主要利用主从控制法进行驱动，可以保证功率平衡。最后，降低检修工作量，利用变频器能够避免带式运输机启动时冲击机械，降低对运输机械的损坏。

结论

煤矿机电设备的开采是有效发展煤矿生产的关键因素，能耗运营一直是矿山日常运营的主要消耗成本。能源消耗运行的降低将有助于提高矿山的综合效益，这是我国可持续发展战略的关键要求。采矿施工的管理人员应考虑相关问题，并将变频技术有效地应用于煤矿生产的各个方面。通过变频改造来改变煤矿机电设备的现状。在提高设备运行的稳定性和效率的情况下，减少能耗，实现煤矿综合效益的同时，有效促进矿井的长期发展。

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