（徐州東方魯爾實(shí)業(yè)有限公司，徐州 221000）

0 引言

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的形勢(shì)下勢(shì)必會(huì)消耗大量的能源，面對(duì)國(guó)家構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)的倡導(dǎo)，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行節(jié)能受到眾多生產(chǎn)領(lǐng)域的重視。我國(guó)的煤炭生產(chǎn)企業(yè)是耗電大戶，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)來(lái)降低機(jī)電設(shè)備的電能消耗成為備受推崇的方式。在煤炭實(shí)際開采過(guò)程中，礦井中各設(shè)備消耗的電能占整個(gè)煤炭企業(yè)的80%以上，因此通過(guò)變頻節(jié)能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備的節(jié)能效果成為煤礦企業(yè)的必然選擇。

1 煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)

1.1 變頻技術(shù)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，使得交流電傳動(dòng)技術(shù)也逐步提升。變頻技術(shù)是指通過(guò)改變交流電頻率對(duì)交流電進(jìn)行有效控制，來(lái)優(yōu)化機(jī)電設(shè)備的調(diào)速功能，進(jìn)而達(dá)到降低能耗目的的一種技術(shù)。變頻技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可使電機(jī)的負(fù)載變化與設(shè)備自身功能變化相適應(yīng)，從而使電機(jī)的工作效率明顯增強(qiáng)，同時(shí)也減少了磨損，進(jìn)一步降低了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，提高了設(shè)備使用壽命。

1.2 變頻節(jié)能技術(shù)的原理

變頻節(jié)能技術(shù)就是通過(guò)改變交流電頻率，使應(yīng)用該技術(shù)的設(shè)備可根據(jù)工作實(shí)際情況對(duì)交流電進(jìn)行自動(dòng)化控制，是一項(xiàng)無(wú)附加轉(zhuǎn)差損耗的現(xiàn)代化調(diào)速方式。變頻技術(shù)的基本原理是利用變頻調(diào)速技術(shù)將交流電的固定頻率轉(zhuǎn)化成一種能夠被充分利用的變動(dòng)資源，讓煤礦機(jī)電設(shè)備可根據(jù)變頻技術(shù)優(yōu)化自身調(diào)速功能，使電機(jī)轉(zhuǎn)速可根據(jù)電流頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到節(jié)能的目的[1]。

2 煤礦機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

煤礦垮塌事故的發(fā)生時(shí)刻提醒人們，在礦山資源開發(fā)過(guò)程中，必須要有高科技的技術(shù)保證生產(chǎn)過(guò)程的安全。隨著國(guó)家對(duì)煤礦企業(yè)整頓力度的加大，無(wú)資質(zhì)、安全無(wú)保障的廠礦被關(guān)停。變頻節(jié)能技術(shù)雖然沒有輕易地在煤礦機(jī)電設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用，但在國(guó)家倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保理念的推動(dòng)下，電子信息技術(shù)的發(fā)展也為變頻節(jié)能技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用創(chuàng)造了條件，在煤礦開采的幾類設(shè)備中逐漸得到應(yīng)用，主要包括采煤機(jī)、礦井提升機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、空壓機(jī)等機(jī)電設(shè)備，并取得了明顯的節(jié)能效果[2]。采用節(jié)能變頻技術(shù)的機(jī)電設(shè)備不僅運(yùn)轉(zhuǎn)效率明顯提升，而且設(shè)備故障率明顯降低，在降低電能消耗的同時(shí)還節(jié)省了設(shè)備維修保養(yǎng)費(fèi)用，進(jìn)一步延長(zhǎng)了設(shè)備使用周期，促進(jìn)了煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3 變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 變頻技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用

提升機(jī)作為煤礦生產(chǎn)中重要的機(jī)電設(shè)備，它的有效運(yùn)行關(guān)系到煤礦生產(chǎn)人員的安全問(wèn)題。在提升機(jī)中引進(jìn)變頻技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)其優(yōu)良的調(diào)速，達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)還進(jìn)一步提高了提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的安全系數(shù)。使用變頻節(jié)能技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)交流四象限變頻調(diào)速系統(tǒng)與變頻防爆提升機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的互相配合，協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，利用數(shù)學(xué)信息化控制技術(shù)，通過(guò)輸入和輸出接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)遠(yuǎn)程控制的目的，從而實(shí)現(xiàn)提升機(jī)安全輸送人員和物料的目標(biāo)[3]。此過(guò)程不僅使作業(yè)人員的安全得到了保障，同時(shí)還進(jìn)一步提高了輸送效率，增加了企業(yè)收益。

3.2 變頻技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用

采煤機(jī)的有效運(yùn)行是保證整個(gè)采煤系統(tǒng)健康運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，一旦采煤機(jī)發(fā)生問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)造成整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的停滯。變頻節(jié)能技術(shù)在采煤機(jī)的應(yīng)用，在很大程度上降低了采煤機(jī)事故發(fā)生率，它進(jìn)一步優(yōu)化了采煤機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)采煤機(jī)在空載和輕載狀態(tài)下容易失控的現(xiàn)象，使離合器的輸出功率和效率明顯提高。在采煤機(jī)中使用變頻節(jié)能技術(shù)主要是通過(guò)科學(xué)選取變頻調(diào)速器明確動(dòng)態(tài)和靜態(tài)速度及轉(zhuǎn)矩的有效控制，并實(shí)現(xiàn)高啟動(dòng)力矩和更長(zhǎng)的電機(jī)電纜連接，同時(shí)內(nèi)置傳統(tǒng)系統(tǒng)的可選件使安裝工作變得更加迅速簡(jiǎn)單。

3.3 變頻技術(shù)在皮帶輸送機(jī)中的應(yīng)用

皮帶輸送機(jī)在實(shí)際使用過(guò)程中，經(jīng)常由于各方面原因處于空載或輕載狀態(tài)，這種情形下輸送機(jī)如果仍然處于高強(qiáng)度運(yùn)行狀態(tài)，勢(shì)必會(huì)造成電能大量浪費(fèi)。采用變頻調(diào)速技術(shù)可有效節(jié)省皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的電能浪費(fèi)情況，同時(shí)還能解決大功率皮帶輸送機(jī)啟動(dòng)困難的問(wèn)題。進(jìn)入礦井下的皮帶在啟動(dòng)過(guò)程中，常常因電機(jī)產(chǎn)生的負(fù)力使電機(jī)失去控制，進(jìn)而使皮帶輸送機(jī)無(wú)法正常工作。變頻節(jié)能技術(shù)可有效減少電機(jī)發(fā)熱損耗，化解機(jī)械發(fā)熱和系統(tǒng)發(fā)熱的沖擊問(wèn)題。這樣可進(jìn)一步降低皮帶磨損現(xiàn)象，延長(zhǎng)皮帶的使用壽命。

3.4 變頻技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用

目前變頻調(diào)速技術(shù)在流體負(fù)荷設(shè)備中的應(yīng)用主要是優(yōu)化風(fēng)機(jī)和泵的調(diào)速裝置。風(fēng)機(jī)在經(jīng)過(guò)改造之后，實(shí)際轉(zhuǎn)速、電機(jī)實(shí)際輸出功率較改進(jìn)前明顯下降，而風(fēng)量和風(fēng)壓更加適合井下工作環(huán)境，每年可為企業(yè)節(jié)約大量的電費(fèi)。變頻技術(shù)可實(shí)現(xiàn)給液用泵、礦區(qū)給水設(shè)備中靈活調(diào)速功能，它通過(guò)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)提速、降速的科學(xué)調(diào)控，可有效降低設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的機(jī)械沖擊力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工藝系統(tǒng)的靈活管控。

4 變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用與展望

現(xiàn)階段，變頻節(jié)能技術(shù)因其強(qiáng)大的節(jié)能效果在煤礦行業(yè)得到廣泛應(yīng)用和普及，在為企業(yè)節(jié)能創(chuàng)收方面做出了貢獻(xiàn)。鑒于我國(guó)豐厚的煤炭資源，變頻節(jié)能技術(shù)在未來(lái)的煤炭資源開發(fā)中利用潛力還非常大，國(guó)家也在不斷加大對(duì)相關(guān)技術(shù)的開發(fā)和探索，未來(lái)的變頻節(jié)能技術(shù)將朝著更加高效、環(huán)保、節(jié)能以及提高煤炭資源開發(fā)的安全性方向發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

就煤炭企業(yè)而言，由于煤礦開采屬于高耗電行業(yè)，具有巨大的節(jié)能空間，因此應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)可有效改善提升機(jī)、采煤機(jī)以及皮帶輸送機(jī)等機(jī)電設(shè)備的電能消耗情況，可進(jìn)一步降低設(shè)備運(yùn)行期間的資源浪費(fèi)。變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的推廣實(shí)施，其明顯的節(jié)能效果和優(yōu)越的調(diào)速性能為我國(guó)的煤炭生產(chǎn)企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展發(fā)揮了巨大作用。