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摘要:由于矿业生产环境和安全要求的特殊性,变频器在矿业中的应用起步较晚,但在地面固定机械和井下采煤机上已有一定的应用,并取得了良好的效果。为进一步落实国家确定的节能减排目标,矿业设备节能降耗改造势在必行。
关键词:矿业;机电;变频调速技术
引言
为实现矿业高效、安全生产经营,必须引进新技术。节能一直是业界的共同话题。变频调速技术的节能效果非常优越,对提高矿业生产过程的自动化程度和设备的自动化程度,提高矿业生产的自动化程度和效益具有十分重要的意义。
1矿业机电领域中通风机在运行现状分析
(1)低效率运行特征。通过对大多数矿井通风机电气运行参数的测量,发现其负荷率大多在55%-75%,功率因数在0.53~0.78之间,属于低效运行特性,电能浪费大。
(2)启动电流较大。传统的启动方式导致启动电流大,对系统电网有明显影响,使系统供电质量和终端用电设备受到不同程度的影响。同时,也增加了电控设备的投资。
(3)风机设备的冲击负荷越大,在启停过程中会产生较大的冲击负荷,这将增加机电设备的机械磨损和故障率及维修。特别是高压电动机起动过程中的单轴旋转现象,使风机产生较大的机械振动应力。严重影响电动机及其机械设备的使用寿命。
(4)矿井主通风机的安全性、经济性和自动化程度较低。矿井主风机依靠手动调节挡板来调节风压和风量。不具备风量自动实时调节功能,费时费力,自动化程度低,会对正常生产造成不利影响。煤炭企业节能潜力巨大。节能降耗已成为企业降低生产成本、提高产品质量、实现科学发展的必由之路。利用变频调速技术对矿业企业现有设备进行技术改造,完全可以达到改善工作点、提高效率、节约电费的目的,具有积极意义。
2变频调速技术在矿业机电设备节能上的运用
2.1在通风机设备上的运用
风机设备在矿井安全中有着巨大的作用,一般24小时不间断运行,鉴于风机长期连续运行,其损失将高于其他设备。另一方面,在矿山开采过程中,随着开采深度的变化,对风机风量的要求也不尽相同,因此风量也需要根据实际情况进行调整。过去很难节约电能,增加通风量。然而,变频调速技术引入后,风机的通风量可以自由改变。电机的工作频率可根据实际情况设定。在满足通风要求的基础上,还可以有效节能,避免以往通风机的“大炮”存在“灭蚊”现象。该技术引入后,还可以将风机在挡板阻力上消耗的电能转化为机械能,从而达到节能的效果。据调查,变频调速技术引入后,只有原来电能的3/5才能达到同样的效果。
2.2在采煤机上的运用
采煤机是矿业机电领域当中的一种重要仪器设备,同时也是矿业开采过程当中要用到的重要工具之一。将变频调速技术有效地应用于采煤机,不仅能沟有效地解决采煤机在工作过程当中消耗过大的问题,而且还能较为能有效地保护相关的仪器设备安全。采煤机变频调速技术相对灵活、简单,具有节能的特点,同时在调速方面具有一定的优势。矿业的开采离不开采煤机,采煤机上采用变频技术可以大大节约电能消耗,提高采煤效率。
2.3在矿井提升机上的运用
矿井提升机作为矿业开采的重要组成部分,主要担负着矿业人员及相关设备的运输任务。变频调速技术可以起到节约电能的作用。通过在矿井提升机当中采用变频调速技术,可以从很大程度上提高矿井提升机的安全性,同时也能节约相当一部分的电力资源。与此同时,还可以提高矿井提升机高压回路与低压控制回路之间的通信能力,使整个系统能够实现对提升机的监控功能,这样就能保证人员和设备的安全。通过计算机技术的支持和矿山设备自身的高兼容性,可以实现提供远程控制设备的目的。由于转速增加过快或相对转速降低过快,容易对设备造成一定的损坏。为了减少这些损害,矿井提升机主要采用变频调速技术,通过这些手段保证了整个系统的平稳、安全运行,同时在一定程度上降低了能耗。
2.4变频调速技术
带式输送机是矿业开采的重要设备,它通常采用交流电为带式输送机提供能量,并通过相关仪表的传递来保证带式输送机的正常运行。它在运转过程中会产生大量的热量,而且容易控制。带式输送机在输送煤炭资源的过程中,容易出现一些问题,主要是超过了输送机的承载能力,从而导致带式输送机断裂。变频调速技术在这一领域的应用可以大大减少这种现象的发生,因为它可以调节带式输送机的频率和电流,使其处于最佳状态,很少出现超载现象。在一定程度上也降低了带式输送机的能耗,充分利用了现有资源,保证了矿业运输效率。
2.5变频调速技术在矿井泵类设备上的运用
通过对物理知识的研究,我们知道功率与流量呈正相关的关系,压力与速度呈负相关的关系,流量与速度亦呈正相关的关系,从而得出功率与速度正相关。基于这一点,只要机组效率是额定的,我们只需稍微调整一下机电转速,就可以达到调节流量的目的。同时,我们得出了功率与速度正相关的结论。因此,一方面可以提高设备的启动性能;另一方面,在矿井水泵设备的节能方面,采用变频调速的方法,可以降低矿井水泵设备的能耗,帮助设备达到充分利用的目的它自身的效率。同时,这些设备的合理使用也有利于设备的长期安全稳定使用。
3变频调速技术在矿业企业的发展前景
矿业企业可以使用的设备有很多,而通过利用变频调速这一技术,对一些煤炭企业现有的相关设备进行技术方面的改造与优化处理,完全可以较为有效地达到改善工况、提高工作效率、节约电能的这一目的。随着变频调速技术的进一步发展,将有会越来越多的中小矿业会选择采用变频调速装置。当然,在这一过程当中还必须坚持科技兴煤,推广一些较为先进的交流变频调速技术,通过采用先进的设备武装,以及改造、更新矿业等传统产业,从而促进矿业企业能够更加科学、合理地快速实现发展,从而打造出真正的以“现代化”为本质发展的安全型矿业。
结束语
目前,变频调速技术在我国的应用还不够普及,应扩大其推广范围和力度。另外,变频调速技术在我国矿业机电设备领域有着比较大的发展空间,特别是在特殊环境下,如井下作业和特殊功能专业化,如增功能和联网等,相关专业人员都有学者们还需要进一步探讨。
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