李建軍

摘 要：我國是能源資源大國，具有非常豐富的煤礦儲量，由此孕育出了大量的煤炭工業(yè)。但是由于煤礦機電設(shè)備在使用過程中會存在大量的能源資源消耗，無形中造成了資源的浪費以及生產(chǎn)成本的提高。因此，必須要加強對煤礦機電設(shè)備的性能的優(yōu)化，減少設(shè)備故障發(fā)生的概率，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)降低設(shè)備運行過程中的能源消耗，優(yōu)化整體的工作性能，保證煤礦生產(chǎn)能夠安全、合理、穩(wěn)定、持續(xù)的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：變頻節(jié)能技術(shù)；煤礦井下；機電設(shè)備

引言：煤炭資源是國家一項重要的資源，煤炭開采的效率和質(zhì)量對煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益具有重要影響。但是在當前煤礦開采工作進行過程中，其使用的機械開采設(shè)備的功率大多是恒定的，這就導(dǎo)致在設(shè)備處于閑置狀態(tài)時，由于設(shè)備沒有關(guān)閉，因而還會產(chǎn)生大量的能耗浪費，需要相關(guān)單位加強重視，及時解決。

1.變頻節(jié)能技術(shù)及其基本原理

變頻節(jié)能技術(shù)是應(yīng)用半導(dǎo)體元件來對電流的工作頻率進行調(diào)整，繼而實現(xiàn)調(diào)整設(shè)備運行功率的目的。該類方法不僅可以提高設(shè)備的運行效率，還可以降低設(shè)備運行過程中不必要的能源耗費，對提高企業(yè)的經(jīng)濟效益具有重要意義。變頻器在節(jié)約能耗方面發(fā)揮了重要作用，其負載狀態(tài)明顯改善，在調(diào)節(jié)輸出頻率時遇到的問題明顯減少，可以有效提高其后續(xù)各項工作的工作質(zhì)量，延長電動機的使用壽命。該過程中應(yīng)用的主要原理是利用變頻器將線路中的電流轉(zhuǎn)變成直流電，同時可以發(fā)揮濾波的作用來開展后續(xù)工作，再通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)變成可控的交流電，最終輸出到電動機中，可以有效提高其各項工作的工作質(zhì)量。該技術(shù)的應(yīng)用可以克服傳統(tǒng)電動機工作過程中功率不變的弊端，與以前相比設(shè)備將會運行得更加平穩(wěn)，對提高設(shè)備運行的整體質(zhì)量具有重要意義。

2.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦井下機電設(shè)備中的應(yīng)用

2.1變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦井下提升機運行中的應(yīng)用

煤礦井下機電設(shè)備主要由提升機、采煤機、膠帶輸送機以及流體負荷設(shè)施組成，提升機作為煤礦井下機電設(shè)備的主要組成設(shè)備之一，對于煤炭的開采起著十分重要的作用。在傳統(tǒng)的提升機控制中，雖然采用金屬電阻對提升機的運行速度進行調(diào)整，但是無法根據(jù)實際的工作需求對提升機的運轉(zhuǎn)速率實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整，并且傳統(tǒng)的金屬電阻在調(diào)整的過程中存在著較高的能耗問題，并且金屬電阻在調(diào)整提升機速率的過程中會放熱，因此存在一定的安全隱患。采用變頻節(jié)能技術(shù)可以對提升機的運行效率實現(xiàn)自動控制，可以根據(jù)提升機的實際需求來調(diào)整工作速率，同時具有節(jié)能作用，有效降低煤礦井下提升機的電能消耗。

2.2變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用

采煤機是煤礦開采的主要設(shè)備之一，傳統(tǒng)的采煤工作中，煤礦井下的采煤機選擇架線式牽引機，并且牽引機的動力來源于直流電機，雖然直流電機的反應(yīng)速度較快，但是直流電機的構(gòu)造復(fù)雜，并且功率較小，無法滿足采煤工作的需求。此外，直流電機的故障發(fā)生率較高。從我國煤炭企業(yè)發(fā)展的整體情況來看，我國大多數(shù)煤礦采用觸頭電阻的方式來調(diào)整直流電機的工作速度，但是調(diào)整過程中的調(diào)整效率極低，并且會造成大量的能源浪費，因此，本文主要采用三相異步交流鼠籠式電機來對傳統(tǒng)的采煤機進行改造，在三相異步交流鼠籠式電機中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)可以對采煤機的運行速率進行均勻調(diào)節(jié)。我國大多數(shù)煤礦企業(yè)的架線式牽引采煤機的功率為2×150kW，工頻的變頻電壓為460V，因此在額定轉(zhuǎn)速下可以對電機進行調(diào)速，而將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于其中可以有效提高電機控制效率。

2.3變頻節(jié)能技術(shù)在膠帶輸送機中的應(yīng)用

由于膠帶輸送機與提升機的工作原理類似，因此在膠帶輸送機中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)可以實現(xiàn)對摩擦力牽引作用的高效利用，并且通過變頻調(diào)節(jié)的功能減少設(shè)備損耗，此外，通過變頻節(jié)能技術(shù)可以對膠帶輸送過程中的驅(qū)動機的功率進行調(diào)節(jié)，從而減少膠帶輸送機的故障概率[1]。與此同時，通過對變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可以避免輸送機電機啟動過程中的電流波動，從而減少機械沖擊和電機發(fā)熱，提高膠帶輸送機的安全性與穩(wěn)定性，在保障設(shè)備以及操作人員安全的基礎(chǔ)上有效提高膠帶輸送機的運行效率，以此發(fā)揮膠帶輸送機的最大作用，提高采煤、輸煤工作的效率。此外，變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦井下機電設(shè)備的應(yīng)用過程中可以實現(xiàn)功率同步，從而實現(xiàn)各設(shè)備之間的協(xié)調(diào)工作。

2.4變頻節(jié)能技術(shù)在流體負荷設(shè)施中的應(yīng)用

流體就是指的液體、風等，因此流體負荷設(shè)施主要是煤礦井下機電設(shè)備中的風機與各種泵，通過變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可以有效降低設(shè)備轉(zhuǎn)速，但是流體輸送效率會提高，因此，通過相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在流體負荷設(shè)施中引入變頻節(jié)能技術(shù)可以在降低設(shè)備功率的同時提高工作效率，提高流體負荷設(shè)施的適應(yīng)能力。

3.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦井下機電設(shè)備運用過程中的障礙及解決方法

3.1變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦井下機電設(shè)備運行過程中的障礙

通過本文前半部分的論述可以發(fā)現(xiàn)，將變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到煤礦井下機電設(shè)備的運行中去可以有效降低設(shè)備運行能耗，同時提高機電設(shè)備的運行效率。雖然變頻節(jié)能技術(shù)在理論上具有巨大的應(yīng)用優(yōu)勢，但是在實際的應(yīng)用過程中，由于種種因素的阻礙，變頻節(jié)能技術(shù)并沒有得到很好的利用。在大型煤炭企業(yè)中，可以調(diào)集資金和人才去引進并應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，同時還可以針對不同機電設(shè)備的實際需要對變頻節(jié)能技術(shù)進行創(chuàng)新，但是在我國的中小型煤炭企業(yè)中，由于缺乏充足的資金，往往無法引進變頻節(jié)能技術(shù)[2]，并且由于技術(shù)上的限制，缺乏專業(yè)化的人才進行技術(shù)指導(dǎo)，導(dǎo)致變頻節(jié)能技術(shù)即使引進了也無法達到預(yù)期的應(yīng)用效果。除了上述因素之外，變頻節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用于井下機電設(shè)備，但是井下機電設(shè)備的工作環(huán)境較為惡劣，往往是潮濕、地位、高壓的工作環(huán)境，因此變頻節(jié)能技術(shù)無法充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，此外，在技術(shù)應(yīng)用過程中，還需要考慮應(yīng)用過程中出現(xiàn)安全隱患的可能性，在技術(shù)應(yīng)用過程中需要對安全隱患進行及時規(guī)避。需要注意的是，要想有效應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，必須針對該技術(shù)形成特定的管理制度，從而實現(xiàn)對設(shè)備、人員以及技術(shù)應(yīng)用情況的動態(tài)監(jiān)管，但是就目前的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，并未形成具有針對性的管理制度。

3.2變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用障礙的解決對策

針對資金問題和技術(shù)問題，中小煤礦企業(yè)之間可以開展合作，共同籌集資金來引進節(jié)能變頻技術(shù)，并且利用豐厚的待遇來吸引人才、留住人才，從而推動變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。對于資金不足的企業(yè)來說，也可以依附于大型煤礦企業(yè)，并派遣學(xué)習人員進入大型企業(yè)內(nèi)部展開學(xué)習，從而為自身引入變頻節(jié)能技術(shù)積累經(jīng)驗。在變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的過程中，煤礦企業(yè)需要加強井下設(shè)備運行環(huán)境的建設(shè)，為機電設(shè)備的運行提供安全、有序的環(huán)境，同時對機電設(shè)備運行過程中可能出現(xiàn)的隱患做好預(yù)防工作，并且做好緊急預(yù)案。最后，煤礦企業(yè)需要針對技術(shù)應(yīng)用情況制定相應(yīng)的管理制度[3]，加強對于設(shè)備、人員以及技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的管理和監(jiān)督。

結(jié)論：

簡而言之，煤礦企業(yè)的發(fā)展關(guān)系到國民經(jīng)濟的正常運行，同時煤礦開采又屬于高危作業(yè)，因此通過變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，不但可以降低煤礦開采的能耗，同時還能提高煤礦開采的安全性，提高機電設(shè)備運行的穩(wěn)定性，從而促進煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

參考文獻：

[1]李小蓉.煤礦企業(yè)機電設(shè)備的節(jié)能降噪措施探究[J].技術(shù)與市場，2018（6）：201，203.

[2]劉洋.關(guān)于煤礦機電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的思考[J].機械管理開發(fā)，2019，31（9）：189～191.

[3]鄭志平.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦井下機電設(shè)備中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（16）：15～16.