井下采煤系統變頻節能技術(shù)研究論文

　　摘要：介紹變頻技術(shù)的原理及作用，分析我國變頻技術(shù)的發(fā)展現狀，并結合實(shí)際工作經(jīng)驗，探討變頻節能技術(shù)在采煤機、皮帶運輸機、刮板輸送機、通風(fēng)設備等采煤設備中的應用，分析和展望變頻節能技術(shù)在井下采煤系統的應用前景。變頻節能技術(shù)在井下采煤系統的應用對節能降耗、提升效益起著(zhù)重要的作用。

　　關(guān)鍵詞：變頻節能;采煤系統;分析;前景

　　目前，能源緊缺已經(jīng)成為全世界面臨的嚴峻課題，我國的煤炭開(kāi)采行業(yè)現狀又不容樂(lè )觀(guān)。一方面，煤炭開(kāi)采技術(shù)相對落后，生產(chǎn)效率得不到顯著(zhù)提高；另一方面，由于機械設備的落后和陳舊，使井下作業(yè)工人的生命安全也得不到有效保證[1]。隨著(zhù)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展完善和電子電力技術(shù)的日漸成熟，變頻節能技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應用。煤炭企業(yè)作為我國目前的耗能大戶(hù)，在用電耗能方面一直占據較大的比例。因此，對于礦山煤炭企業(yè)井下采煤系統生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節，有效地運用變頻節能技術(shù)就顯得尤為迫切。

　　1、變頻節能技術(shù)概述

　　1.1 變頻技術(shù)的原理及作用

　　實(shí)際上，變頻技術(shù)的核心就是交流變頻調速器，簡(jiǎn)稱(chēng)變頻器。所謂的變頻，是指將常規的工頻電源轉化為另一頻率的電能，從而達到節能降耗的目的。一般來(lái)講，這一過(guò)程，是通過(guò)利用半導體器件的改變來(lái)實(shí)現的。運用變頻技術(shù)的關(guān)鍵目的是節能降耗，據統計，在某些特定的情況下，利用變頻技術(shù)可以實(shí)現節電40%以上，當變頻技術(shù)用于風(fēng)機、泵類(lèi)機械時(shí)可以省電50%，在要求調速的負載中，也能夠實(shí)現最高節能40%的效果[2]。其中通過(guò)輕負載降低電壓來(lái)實(shí)現節能是變頻器節能的主要途徑。在具體的實(shí)踐工作中，如果僅僅通過(guò)降低電壓來(lái)拖動(dòng)轉矩負載，這樣對于轉速的改變并不大，對于節能的效果也并不理想。但是，如果將這種變頻技術(shù)應用到風(fēng)機環(huán)境里，效果會(huì )大大不同。這主要是因為當風(fēng)機的風(fēng)量需求降低時(shí)，風(fēng)機轉速大大降低，而風(fēng)機的耗能跟轉速的1.7次方成正比，所以此時(shí)電機的轉矩迅速降低，節能效果相當明顯。而我們所探討的井下采煤系統主要就是通過(guò)運用這種技術(shù)和原理來(lái)實(shí)現節能的。

　　1.2 變頻節能技術(shù)的發(fā)展歷程

　　交流變頻調速器起源于20世紀60年代初期，經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，到20世紀80年代時(shí)在世界范圍內的工業(yè)相對發(fā)達的國家中得到了廣泛的應用。雖然，我國的變頻節能技術(shù)起步較晚，但是經(jīng)過(guò)眾多科研機構和相關(guān)企業(yè)的不懈努力，我國的變頻節能技術(shù)得到了快速的發(fā)展，目前已趨于成熟，處于世界領(lǐng)先水平[3]�，F階段的節能變頻技術(shù)日漸成熟，在我國由于變頻帶來(lái)的年節電潛力有望超過(guò)三個(gè)葛洲壩水電站的發(fā)電量。

　　2、變頻節能技術(shù)在井下采煤系統中的應用分析

　　由于井下采煤工作是一個(gè)系統性、連貫性的工作，各道工序相輔相成，因此變頻節能技術(shù)的應用貫穿于井下采煤系統的各個(gè)環(huán)節。

　　2.1 變頻節能技術(shù)在采煤機中的應用

　　在我國現階段的井下采煤系統中，使用的主流采煤機型是電牽引雙滾筒采煤機。原有的采煤機的變頻調速系統已經(jīng)得到了長(cháng)足的發(fā)展和完善，假設兩臺電機是1.5kW，那么“一拖二”就要選至少3kW的變頻器，但是“一拖一”設備只選1.5kW的就夠了，因為“一拖二”的負載是2個(gè)電機在運行，“一拖一”設備就是始終一臺在用。所以，原有的“一拖二”逐漸被“一拖一”所取代。另外，變頻器輸出側為PWM波，電機電纜與大地之間有長(cháng)電纜的電容效應，使用帶屏蔽層的電纜時(shí)，電容效應更加明顯。在變頻器實(shí)際工作時(shí)，由于使用了四象限變頻器調速電牽引，就可以實(shí)現原牽引速度不變，避免機械設備出現下滑跑車(chē)，同時(shí)使操作更加靈活、控制更為簡(jiǎn)便[4]。

　　2.2 變頻節能技術(shù)在皮帶運輸機中的應用

　　皮帶運輸機在井下采煤系統中的使用，既可以有力保障井下作業(yè)人員的安全，又可以大大提高井下工作效率，解放勞動(dòng)力。在以往的井下作業(yè)過(guò)程中，一般是采用液力耦合器來(lái)實(shí)現皮帶機的軟啟動(dòng)，這種方法不僅能耗高，而且時(shí)間一長(cháng)容易引起皮帶老化甚至斷裂。從原理上來(lái)講，在皮帶運輸機中使用變頻節能技術(shù)主要是通過(guò)降低電機啟動(dòng)時(shí)的電流波動(dòng)來(lái)減少電機內部的機械發(fā)熱和慣性沖擊，同時(shí)使得皮帶機的傳輸功能得到充分發(fā)揮，最大限度提升安全性能和生產(chǎn)效率。

　　2.3 變頻節能技術(shù)在刮板輸送機中的應用

　　現階段，在現有的井下采煤工作面內，刮板輸送機的井下作用已經(jīng)不僅僅局限于運送原煤和各種作業(yè)物料，同時(shí)也是采煤機的作業(yè)軌道，所以刮板輸送機是現代化采煤工業(yè)領(lǐng)域必不可少的重要設備。只有刮板輸送機持續、正常運轉才能保證采煤工作面的整體運行。固定式和移動(dòng)式是刮板輸送機的兩種常見(jiàn)類(lèi)型，在用于煤炭工業(yè)時(shí)，其輸送能力可以達到30～120t/h，鏈條速度最高可以達到1.0m/s，這就造成了刮板輸送機的空載功率消耗較大，約為總功率的30%。因此，變頻節能技術(shù)在刮板輸送機中的應用，可以使空載能耗顯著(zhù)降低，有效降低生產(chǎn)成本，保障采煤作業(yè)持續運行。

　　2.4 變頻節能技術(shù)在通風(fēng)設備中的應用

　　由于礦井開(kāi)采作業(yè)工期長(cháng)，所以通風(fēng)設備長(cháng)期處于高負荷運轉，消耗大量電能，屬于井下作業(yè)中的高耗能設備。因此，變頻節能技術(shù)的應用必不可少�，F階段，經(jīng)過(guò)變頻技術(shù)改造過(guò)的通風(fēng)設備已經(jīng)逐漸取代了過(guò)去傳統的以恒定運行為主的通風(fēng)設備。這樣，不但可以根據實(shí)際工作需求調節通風(fēng)量，而且可以預防電流沖擊帶來(lái)的設備損害，實(shí)現電功率的合理分配，有效降低通風(fēng)設備的作業(yè)強度，減少維護頻次和延長(cháng)設備使用壽命。

　　3、變頻節能技術(shù)在井下采煤系統的應用前景分析

　　我國的礦山資源豐富，煤炭開(kāi)采企業(yè)仍有較大的發(fā)展空間，因此對于變頻節能設備的需求量也很大。同時(shí)，節能降耗和改善井下作業(yè)人人員的工作環(huán)境是煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，伴隨著(zhù)電子智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，變頻節能設備的應用和控制必將在煤炭企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

　　4、結語(yǔ)

　　變頻節能技術(shù)在井下采煤系統中的應用，一方面，可以通過(guò)改善井下工人的作業(yè)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，強化設備的精細化控制，保證安全生產(chǎn)等來(lái)滿(mǎn)足煤礦企業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)需求。另一方面，變頻技術(shù)的使用能夠有效地降低機械損耗、改善運行狀態(tài)、延長(cháng)設備使用壽命以及降低能量損耗達到節能環(huán)保的目的。因此，相關(guān)的專(zhuān)家學(xué)者和行業(yè)工作者還需要通過(guò)不懈努力進(jìn)一步實(shí)現變頻節能相關(guān)技術(shù)的不斷創(chuàng )新。

　　參考文獻

　　[1]王明敏.變頻節能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機中的應用分析[J].中國科技縱橫，2014（1）：190.

　　[2]韓煥勝.變頻節能技術(shù)在煤礦通風(fēng)工作中的應用[C]//煤炭經(jīng)濟管理新論（第7輯）.第八屆中國煤炭經(jīng)濟管理論壇暨第二屆中國煤炭學(xué)會(huì )經(jīng)濟管理專(zhuān)業(yè)委員會(huì )工作會(huì )議（2007）.北京：中國煤炭學(xué)會(huì )，2007：174-175.

　　[3]王朝福.淺談變頻調速技術(shù)在煤礦運輸系統中的節能應用[J].科技創(chuàng )新與應用，2014（4）：294.

　　[4]趙志宏，李志強.淺談煤礦機電設備變頻控制技術(shù)[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2010，29（10）：126.

【井下采煤系統變頻節能技術(shù)研究論文】相關(guān)文章：

基于冗余PLC的井下排水自動(dòng)控制系統的設計的論文02-22

生態(tài)節能綠色建筑論文04-06

節能監理探討論文08-14

外墻內保溫施工技術(shù)研究論文03-03

采煤調研報告08-09

節能環(huán)保的論文（通用7篇）12-24

系統類(lèi)畢業(yè)論文03-10

控制系統論文12-07

物資管理系統論文08-06

庫存管理系統論文07-24