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1.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機中應(yīng)用礎(chǔ)分析

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國大多數(shù)針對煤礦通風(fēng)機而進行的變頻節(jié)能技術(shù)改造中，主要是按照變頻節(jié)能的技術(shù)原理以及煤礦通風(fēng)機中存在的問題入手，結(jié)合其應(yīng)用情況而發(fā)揮兩者結(jié)合的最大效果。下面針對具體的變頻節(jié)能技術(shù)原理以及煤礦通風(fēng)機的應(yīng)用問題進行詳細的論述，為后期進行技術(shù)應(yīng)用實踐而奠定基礎(chǔ)。(1)技術(shù)應(yīng)用原理針對變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理進行分析，主要是從煤礦通風(fēng)機中的電動機部件入手，結(jié)合其運行特點而展開詳細分析。在煤礦通風(fēng)機當(dāng)中，其一般是采用交流異步電機來進行風(fēng)機的運轉(zhuǎn)，但是由于交流異步電機具有尺寸小、成本低、周期長以及穩(wěn)定性的特點，就導(dǎo)致其在風(fēng)速調(diào)節(jié)上存在一定的缺陷。變頻節(jié)能技術(shù)是在交流異步電機中加入了交流變頻調(diào)速功能，達到調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速調(diào)整的效果。然而，在優(yōu)化電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)整功能之后，同時會影響到電動機轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性，進而影響到電動機運轉(zhuǎn)的性能上。由此，還需要在電動機改良過程中加入恒功率技術(shù)以及恒磁通技術(shù)，從多個角度來實現(xiàn)對送風(fēng)量的控制以及運行功率的保障。與此同時，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用使得電動機還會長期處于低負荷的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，進而造成大量的電能被消耗掉，造成不必要的電能浪費。這就需要在具體應(yīng)用變頻機能技術(shù)時結(jié)合煤礦通風(fēng)機的電力消耗情況而進行改善，達到節(jié)約電能利用的效果、減低能耗。變頻技術(shù)主要就是根據(jù)流體力學(xué)比例定律而進行研制的。其中，當(dāng)通風(fēng)機的轉(zhuǎn)動速度發(fā)生變化時，其轉(zhuǎn)速和風(fēng)量存在一定的正比關(guān)系。而當(dāng)風(fēng)量的總需求小于電機功率所產(chǎn)生的總風(fēng)量時，我們就可通過減小風(fēng)機轉(zhuǎn)動的速度來實現(xiàn)對電機功率的有效調(diào)節(jié)，這樣就能實現(xiàn)對通風(fēng)機設(shè)備轉(zhuǎn)動速度的有效調(diào)節(jié)，以此來達到節(jié)能降耗的目的。(2)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查顯示，在目前的煤礦通風(fēng)機應(yīng)用中大致是存在節(jié)能問題、通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)問題、通風(fēng)管理問題以及安全監(jiān)察問題等現(xiàn)狀，制約著煤礦通風(fēng)機的性能發(fā)揮。具體而言，在煤礦通風(fēng)機應(yīng)用的節(jié)能問題上，主要是由于煤礦通風(fēng)機的運轉(zhuǎn)，使得其需要大量的電能，并且在較長的時間內(nèi)保持大量的電能消耗情況，導(dǎo)致煤礦通風(fēng)機的送風(fēng)量有限，進而也就無法滿足煤礦的通風(fēng)需求。同時，由于煤礦通風(fēng)機具有啟動難、完善程度低的特點，就導(dǎo)致其設(shè)備容易出現(xiàn)損壞等各種故障，有時甚至可能出現(xiàn)設(shè)備絕緣體破壞造成電流問題，極大地影響了煤礦通風(fēng)機的使用壽命。而針對其通風(fēng)系統(tǒng)不完善的情況，則是由于人為原因和開采環(huán)境的限制等導(dǎo)致了煤礦通風(fēng)機在設(shè)計時就埋下了一定的安全隱患，并且隨著其運行時間增加，在應(yīng)對一些復(fù)雜的巷道環(huán)境、巖石硬度以及建設(shè)工藝等容易導(dǎo)致撞擊、翻車等安全事故的發(fā)生，危害人員安全。此后，針對通風(fēng)系統(tǒng)的管理問題和安全監(jiān)察管理問題則是由于缺乏安全管理制度的制定和規(guī)范，導(dǎo)致在進行通風(fēng)系統(tǒng)管理時，缺乏統(tǒng)一的標準規(guī)范，進而容易導(dǎo)致煤礦通風(fēng)機風(fēng)門出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響其性能的發(fā)揮。而且，由于對安全監(jiān)察工作重視程度有限，就導(dǎo)致在缺乏安全監(jiān)察制度的情況下，使得其調(diào)控管理上存在缺陷，影響了通風(fēng)安全性的管控。

2.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機中的應(yīng)用實踐分析

上面已經(jīng)對變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機的應(yīng)用實況進行了大致的分析，可以發(fā)現(xiàn)：在推進變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用時，需要從多個角度實現(xiàn)對煤礦通風(fēng)機的問題解決，并結(jié)合變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理來優(yōu)化其結(jié)合形式，最終推動煤礦通風(fēng)機性能的優(yōu)化。主要的變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機中的應(yīng)用實踐有以下幾個方面：(1)變頻器的改良在煤礦通風(fēng)機中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，主要是從煤礦通風(fēng)機的變頻器的安裝出發(fā)，結(jié)合一定的變頻調(diào)速功能發(fā)揮情況，實現(xiàn)對煤礦通風(fēng)機的送風(fēng)量、風(fēng)速、運行效率以及穩(wěn)定性的掌握，全面提高煤礦通風(fēng)機的節(jié)能效果。具體地，在變頻器的選擇上，主要是通過分析交—交變頻器、交—直—交變頻器等兩種變頻器種類，來研究其調(diào)速的效果。在交—交變頻器即直接式變頻器上，其工作原理是通過將工頻電流來轉(zhuǎn)化為可調(diào)電流，來實現(xiàn)對電流的調(diào)整，進而減少電能消耗的效果。而交—直—交變頻器即間接式變頻器則是通過一種二重變換的方法，以直流為中介，實現(xiàn)工頻電流與可調(diào)電流的順利轉(zhuǎn)換。這種通過直流介入轉(zhuǎn)換過程的變頻方法，可以有效地提高電能的運轉(zhuǎn)效果，進而實現(xiàn)煤礦通風(fēng)機的調(diào)速功能。(2)PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的優(yōu)化除了對變頻器的改良之外，針對PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的優(yōu)化上則是通過研究PLC系統(tǒng)的構(gòu)成以及其變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的功能等兩個角度來實現(xiàn)對煤礦通風(fēng)機的變頻節(jié)能效果發(fā)揮。具體地，針對PLC系統(tǒng)構(gòu)成分析，主要是通過對中央處理器、輸入單元、輸出單元、電源以及存儲器等設(shè)備部件而進行優(yōu)化。其中，對中央處理器的分析，主要是提高PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲存和分析能力，同時優(yōu)化其對于設(shè)備故障的檢修和維護能力的發(fā)揮，保障各種情況下能維持PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的正常運行?，F(xiàn)階段，在煤礦通風(fēng)機的PLC系統(tǒng)中，主要是選用一些成本低、安全性高、尺寸小以及處理運行穩(wěn)定的設(shè)備，來保障PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)有良好的基礎(chǔ)元件設(shè)施。此外，針對PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)的優(yōu)化，則是通過對其內(nèi)部的控制主程序、子程序等各種運行程序的完善來加強對變頻節(jié)能效果以及調(diào)速的實現(xiàn)。一般而言，PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)中的主程序是需要在子程序自檢完成之后，針對煤礦巷道內(nèi)部的瓦斯含量等數(shù)據(jù)分析的前提下，而準確設(shè)置煤礦通風(fēng)機變頻通風(fēng)的功率，進而實現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的開關(guān)控制。目前在PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)對煤礦巷道內(nèi)部的瓦斯含量進行測定時，是采取在煤礦通風(fēng)機電動機位置附近一定范圍內(nèi)的濃度測量的方法。但是，考慮到煤礦內(nèi)部掘進面的持續(xù)深入，會導(dǎo)致空氣中瓦斯含量的大量增加，進而使得在PLC變頻調(diào)速處理系統(tǒng)運轉(zhuǎn)下，改變煤礦通風(fēng)機的功率和送風(fēng)效果，保持煤礦巷道具有較好的通風(fēng)環(huán)境，提高其安全性。(3)液力耦合器調(diào)速的完善針對煤礦通風(fēng)機內(nèi)部的耦合器調(diào)速功能的完善，則是通過應(yīng)用新型的液力耦合器來達到調(diào)整煤礦通風(fēng)機運行速度的應(yīng)用方式。在目前的煤礦通風(fēng)機內(nèi)部電動機耦合器完善中，主要是通過優(yōu)化耦合器的泵輪以及渦輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)設(shè)備來達到調(diào)整整個煤礦通風(fēng)機轉(zhuǎn)速的目的。這種液力耦合器在應(yīng)用時需要借助液體的幫助在傳導(dǎo)扭矩的作用下，控制煤礦通風(fēng)機的轉(zhuǎn)動速度，并且同時提高煤礦通風(fēng)機的電動機運行穩(wěn)定性和功率輸出的平穩(wěn)性，這也就使得其有著廣泛的實用價值。但是，結(jié)合變頻節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，液力耦合器對煤礦通風(fēng)機調(diào)速的控制，也逐漸顯示出其由于體積大和調(diào)速效果不夠突出的缺陷，影響了應(yīng)用情況。

3.總結(jié)

綜上所述，通過對變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦通風(fēng)機中的應(yīng)用分析，不僅實現(xiàn)了在對變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用原理以及煤礦通風(fēng)機存在的問題分析上的應(yīng)用基礎(chǔ)研究；我們應(yīng)首先認識與了解通風(fēng)機變頻技術(shù)節(jié)能原理和變頻技術(shù)在通風(fēng)機運行中的重要作用，進而將變頻節(jié)能技術(shù)高效的應(yīng)用在煤礦的通風(fēng)機中，這樣就能提高整個煤礦生產(chǎn)的安全性，而且可以在考慮到煤礦通風(fēng)機的應(yīng)用環(huán)境和調(diào)速效果等因素前提下，在展開變頻節(jié)能應(yīng)用時，推進變頻調(diào)速和通風(fēng)機的風(fēng)量效果改善，最終不斷優(yōu)化煤礦的通風(fēng)效果。

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作者:孫杰單位:山西焦煤西山煤電集團馬蘭礦