浅谈现代煤矿机电工程中变频技术的应用.pdf

TECHNOLOGY AND INATION工业与信息化 科学与信息化2020年6月上 81 浅谈现代煤矿机电工程中变频技术的应用 高新福 黑龙江省双鸭山煤炭生产安全管理局 黑龙江 双鸭山 155100 摘 要 本文较深入地分析了应用变频技术的重要作用，与变频技术的主要原理相结合，对各领域中的变频技术应 用深入研究，进而对变频技术提高重视，在煤矿开采中明显提高资源利用率。 关键词 煤矿机电；变频技术；应用探讨 前言 随着对能源不断增加的需求，当前还以煤炭为主体的能源 形势，煤矿降低成本，煤炭提高开采效率，煤炭竞争力提高非 常重要。在煤炭开采过程中，若对电力使用进行有效控制，将 使煤炭明显降低开采成本。在煤矿机电上应用变频技术，可使 煤炭开采过程中有效降低电力使用率，开采效率提高，成本逐 渐降低，为煤矿可持续发展提供重要保障。 1 变频技术在煤矿机电工程中的重要作用 1.1 资源利用率提高 快速发展的社会经济与各类能源的支持密不可分，作为化 石能源中的煤炭，目前在生产制造业中已应用十分广泛。尽管 煤炭资源是一种不可再生能源，若对对其利用缺乏高效性，对 于社会经济的发展具有一定的限制作用。应用变频技术可动态 调整机械设备的模式，若煤层作业区域较薄，可使开采设备降 低工作功率，采取适宜掘进方式开采，使机械减少空转。如在 应用风机结构中，可对机械设备相应提高输出功率，可达到节 能效果5070，使资源提高利用率[1]。 1.2 煤矿开采成本降低 随着应用的先进开采技术日益增多，使煤矿在很大程度上 提高了工作效率，很多煤矿生产模式转型已完成并处于自动化 生产过程中。而且，在可控范围内煤矿开采采取成本降低的有 效方式备受业内的普遍关注。变频技术可与作业区域实际相结 合，调整机械设备输出功率，使开采过程提高持续性。特别在 部分煤层分布作业区域相对复杂时，对作业模式动态调整，不 只使煤层开采任务顺利完成，还可使开采过程中能够降低成本 投入515，进而在市场中提高煤矿的核心竞争力。 2 变频技术的基本原理 变频技术主要是通过整流桥将三相交流电整流变成脉动直 流电，经电解电容滤波后向平滑的直流电转变，控制板控制相关 模块后将平滑直流电向三相交流电转变。变频流程通常是交流电 通过整流器向直流电转变，最后由电动机将直流电向可控频率的 交流电调整后输出。在相关运行需求下，控制电路控制逆变器和 整流器输出，以实现对电流频率的改变。针对煤矿而言，大部分 是矿井中的电力设备，应用变频技术可对电流频率进行调整，使 设备输出得到控制，确保设备的工作环境更稳定。并通过控制设 备输出，符合生产需求，实现节能减排的重要作用[2]。 3 现代煤矿机电工程中变频技术的应用 3.1 空气压缩机运转 距离地表较近的煤炭资源极少，大部分煤炭资源都处于 地下深处，使开采难度在一定程度上增大，在开采煤炭资源中 瓦斯、地下水等附带物依然存在。作为有害气体的瓦斯，若开 采环境中具有过高的含量，易产生瓦斯爆炸，对生命财产安全 构成严重威胁。基于此在煤矿开采中，压风自救系统的空压机 的重要作用，煤矿发生灾难时将新鲜风流提供到井下，辅助供 风将风能提供到井下风动水泵及锚杆钻机等设备中。但压缩机 工作状态处于较高频率，不只是产生运行故障概率增大，还使 电网易增大工作负担，对于其他机械设备正常工作产生不利影 响。空气压缩机运转中应用变频技术，可监控结构运行状态， 使系统运行效果提高。特别是在煤矿开采中期，开采难度随着 煤层结构的复杂性将有所增大，在其他设备产生运行故障时， 为保证开采进度和开采人员安全，一般采用替换法将新的工作 设备临时设置在其他区域，但运行中的空气压缩机易被忽略， 导致资源浪费较大。而应用变频技术可与实际相结合，使空气 压缩机及时停止工作状态，可达到3040的节电效果，进而 达到降低资源损耗的重要作用[3]。 3.2 采煤机械设备 采煤机械设备在煤炭资源开采中是主要执行载体，其工 作状态对于煤炭开采质量和效率具有直接影响。机械设备都有 使用寿命，工作环境、设备生产质量及操作人员水平等因素对 其都产生影响。若设备发生停摆问题，因处于地下作业区域存 在较大的维修难度，该情况对于正常推进开采活动具有直接影 响。与传统管理经验相结合，逐渐降低设备运行寿命的原因主 要是与高负荷运转具有一定关系，而应用变频技术可动态调控 采煤机输出功率，与开采区域煤层厚度相结合，对设备输出功 率适当加大或减小，产生故障的概率也将降低60，确保设备 运行状态稳定。此外，应用变频技术还使采煤机械设备适当降 低操作复杂度，设备工作状态明显提高可靠性。 3.3 煤矿皮带装置 煤矿皮带装置在煤矿开采中是常用运输载体，主要是将煤 炭资源由开采区向矿外运输。其工作原理是基于电能驱动，产 生于皮带与轮毂间的摩擦作用对于设备运行具有带动作用，若 皮带保持高速运行状态，电力需损耗较大，在一定程度上浪费 了资源。常用的煤矿皮带装置主要采用液压耦合装置对设备正 常运行具有促进作用，但该过程需耗掉电能较大，并将较多电 压附加在装置上，使产生安全隐患的概率增大。应用变频技术 可优化液压耦合装置工作状态，将软启动模式引入，在皮带装 置正常运行中，电路网结构将下调3055的功能损耗，继而 实现节能减排、资源利用率提高的重要作用[4]。 4 结束语 综上所述，随着资源日益加剧损耗速度，提升资源利用率 的有效方式在社会中逐渐成为一个关注焦点。作为不可再生资 源的煤炭资源，为稳定发展煤矿经济，对应用变频技术的优势 应充分发挥，并在机械设备运行中合理应用，进而使煤矿生产 安全得到有效保证，整个生产过程中明显降低能耗，对煤矿产 业的发展具有重要促进作用。 参考文献 [1] 任昕亮.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用[J].电子技术与 软件工程,201817234-235. [2] 高靖.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用研究[J].技术与市 场,2019898,100. [3] 于仕锋.变频技术在现代煤矿机电工程中的运用[J].科技风,2018 10161. [4] 冯刚,李建国.变频技术在现代煤矿机电工程中的应用实践[J].电 子技术与软件工程,201620126. 作者简介 高新福，男，安徽太和人；学历本科，现就职单位黑龙江省 双鸭山煤炭生产安全管理局，研究方向煤矿机电设备、技术及安全 管理。 科学与信息化 6月上 内文 -加更正.indd 812020/7/7 102038