煤矿主通风机变频节能研究

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摘要：本文主要介绍了煤矿主通风机变频节能技术，重点介绍了应用煤矿主通风机变频节能技术的重要意义、变频节能技术在煤矿主通风机运行中的具体应用以及煤矿主通风机变频节能技术的应用改造三个方面的内容。煤矿工程开采过程中，主通风机发挥着不可或缺的重要作用，在其运行过程当中应用变频节能技术，可以提高风机运行效率，降低能源消耗，从而提升企业经济效益，促进企业的长远健康发展。

关键词：煤矿工程；主通风机；变频节能

随着社会的发展和进步，绿色发展已经成为各行各业中都提倡的主题。节能减排、提高能源的利用率是煤矿企业在进行煤矿开采过程中必须要逐步实现的目标。将变频节能技术应用在主通风机的运行当中，不仅可以降低能源消耗，还可以为煤矿开采的安全进行提供保证，因此对变频节能技术在主通风机中的应用进行探讨具有重要的意义。

1.应用煤矿主通风机变频节能技术的重要意义

(1)减少主通风机消耗的电能一般情况下，煤矿企业为了提高煤矿产量会加快工程的施工节奏，这就要求主通风机以及其他的设备长时间保持运转，为煤矿开采的顺利进行提供保证。主通风机在开采过程中可以对矿井下不同的矿区的风量进行适当地调整。将变频节能技术应用煤矿主通风机中，煤矿工作人员在矿井下可以根据对风量的不同需求对主通风机进行变频调节，这样就可以降低主通风机运行耗费的电能，从而提高能源的利用效率。

(2)延长主通风机设备的使用年限煤矿工程施工环境非常复杂多变，矿井下的主通风机设备会因为长期接触到潮湿空气和腐蚀性物质而出现磨损，再加上主通风机需要长时间保持运转，因此一般煤矿工程中的主通风机设备非常容易出现损坏。除此之外，用于启动主通风机的电流类型为工频电流，也就是说，在设备启动的一瞬间，电路中的电流值会非常大，这时就可能会超出主通风机的可承受电流值。综上，主通风机长时间在矿井下进行运转，其运行情况、使用年限都会受到一定的消极影响。此时，就需要优化和完善主通风机的系统结构（如图1），并利用主通风机变频节能技术，可以在一定程度上延长主通风机的使用年限。具体来讲，通过变频节能技术可以对设备启动电流的大小进行控制，使其低于主通风机的最高限制电流，这样在启动时，主通风机受到的电流冲击就不会太大。同时，通过变频节能技术可以对主通风机的工作状态进行适当地调整，这样主通风机受到环境的影响就会减小。也就是说，变频节能技术可以延长主通风机设备的使用年限。

(3)降低主通风机运行过程中产生的热量变频节能技术在主通风机运行过程中的应用是通过控制线路中的电流值来实现的。应用了变频节能技术之后，主通风机运行时的输出电压也会得到控制。当电流和电压的数值同时被控制时，这个时候通过主通风机的电磁通量是不变的，在这种情况下，主通风机运行产生的热量会有一定程度的减少，这样主通风机就可以保持长时间地安全平稳的运行，从而为煤矿开采其他工作的顺利进行奠定良好的基础。

(4)提高风量控制工作的效率煤矿企业在进行煤矿开采工作时，为了保证主通风机的正常运转和运行时长，通常会选择使用工频电流来开展各项工作。对风量进行调整时，相关工作人员一般只能手动操作主通风机的挡板，这种传统的方法往往不够准确，并不能达到原本的风量调节目标，有时还存在调节力度达不到标准的问题。而在主通风机中利用变频节能技术时，就可以有效地解决这个问题。变频节能技术可以对矿井下不同区域的风量进行准确地测量，并根据实际需求对风量进行自动地控制，这样不仅可以有效提高风量控制工作的质量和效率，而且可以为后续的煤矿开采工作奠定良好的基础，保证煤矿开采工作的顺利进行。

2.变频节能技术在煤矿主通风机运行中的具体应用

(1)应用变频节能技术对风机风量的调节方式进行选择煤矿企业在进行煤矿开采的过程中，为了保证矿井下环境的安全性，必须要根据矿井下环境的变化对主通风机进行实时地调整，也就是说，矿井下的风量需求以及具体的通风情况都是动态变化的。以往矿井下工作人员对风量进行调节时，首先需要使主通风机处于停机状态，然后再改变叶片的安装角度，这样虽然可以实现对风量的调节，但是会造成能源的浪费，而且还会降低主通风机的运行效率。利用变频节能技术对主通风机转速进行调节时，并不需要关闭主通风机，而是在各项设备都正常运转的情况下进行调节的，这样风机风量的大小就可以通过变频节能技术实现自动地调节。当然，在利用变频节能技术时，还需要选择与主通风机运行相匹配的变频器，这时一定要充分考虑到主通风机电机的额定电流与额定电压，变频器的额定电流与电压要与主通风机电机相符合，当然，变频的频率不能过低，否则电动机的运行就会出现异常，这样变频节能技术就不能发挥出其原本的作用。如果选择的变频器功率较大，那么可以在其线路中接入电抗器，这样就可以抑制电网电压出现波动，从而确保变频器安全稳定的发挥作用，实现风机风量的高效调节。

(2)应用变频节能技术对控制方式与控制方案进行合理选择变频调速器是近几年才被研发出来的一种用于电力变换工作的设备，在很多工业行业中，变频调速器因为能够高效地对电力进行变换而有广泛的应用。而随着科技的不断发展和进步，变频节能技术在煤矿开采工作中发挥的作用也越来越大，应用该技术不仅能够降低设备运转过程中的能源消耗，还可以帮助相关工作人员对风量的控制方式和控制方案进行合理的选择。一般情况对变频节能技术进行应用时，相关的工作人员会设置两台通风机，一台为主通风机发挥主要作用，一台作为备用防止主通风机出现故障，这样可以保证通风工作顺利进行，从而保证矿井下煤矿开采工作的安全性和平稳性。同时，为了确保变频器出现故障时，矿井主要通风机可以正常运行，还需要实现变频器与工频之间能够实现自动切换，其线路控制方案如图2所示。

3.煤矿主通风机变频节能技术的应用改造分析

目前我国大部分煤矿企业对主通风机的改造方式分为以下两种，分别为：第一，安装变频器；第二，调节风机中的叶轮叶片角度。这两种方式每个都具有缺点和优点，煤矿企业要根据实际情况对其进行选择，尽可能地强化变频节能技术在主通风机运行中的作用，为整个煤矿开采工作的顺利进行提供保障。具体来讲，在主通风机中安装变频器可以实现对风机风率和风量的自动调节，但是在改造过程中需要花费较大的人力和物力成本。调节风机中的叶轮叶片角度虽然不会耗费较大的资金成本，但是并没有有效降低主通风机运行过程中的能量消耗，也就是说，第二种改造方式并不能完全发挥出变频节能技术在主通风机中的作用。综合来看，第一种改造方式的性价比更高一些，因为如果在煤矿工程施工现场对主通风机进行大范围的改造，那么风机运行过程中消耗的电能将会有很大程度的减少，这样就可以达到节约能源、降低成本的目的，同时还可以为主通风机的持续高效运转提供保障。

4.小结

主通风机能够使矿井下始终处于通风状态，因此对于保证矿井下煤矿开采人员的人身安全具有非常重要的作用。应用煤矿主通风机变频节能技术的重要意义分别有：减少主通风机消耗的电能；延长主通风机设备的使用年限；降低主通风机运行过程中产生的热量；提高风量控制工作的效率等。变频节能技术在煤矿主通风机运行中的具体应用分别有以下几个方面的内容：应用变频节能技术对风机风量的调节方式进行选择；应用变频节能技术对控制方式与控制方案进行合理选择等。

参考文献

[1]变频调速在煤矿主要通风机中的应用[Z].山西三元煤业股份有限公司,2005.

[2]马小平,吴新忠,任子晖,等.煤矿主通风机通风失稳故障诊断与智能控制应用研究[Z].中国矿业大学等,2014.

[3]陆虎.浅谈煤矿主通风机变频节能技术[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(4):235-236.

[4]尹晋.矿井主通风机变频调速节能技术的应用[J].机械管理开发,2019,34(2):190-192.

作者：张宇骋 单位：同煤集团晋华宫煤矿