空压机变频改造技术在煤矿中的应用

陈耀津

（开滦唐山矿业分公司开拓区，河北 唐山 063000）

空压机变频改造技术在煤矿中的应用

陈耀津

（开滦唐山矿业分公司开拓区，河北 唐山 063000）

煤炭目前在我国现阶段来说是一种主要的能源资源，随着现在工业的大力发展，它在经济建设发展中起着举足轻重的作用。但是在现在的煤炭企业中现代化设备的不断更新投入，其电能消耗则成为了企业最为关注的重点。因此，节能减排就成了煤炭企业乃至整个行业中首要考虑的问题：它要降低自身生产成本，提高产品质量。本文结合我矿特点，分析了空压机变频改造技术在煤矿中的节能应用，最后得出结论。供企业实际生产参考。

变频调速；节能措施；空压机；煤矿企业

现在的煤炭企业矿井中的生产设备系统比较多，它的用电量也是在整个矿井系统设备中遥遥领先的，据不完全统计占到了企业用电量的80%左右，这些数据的产生主要来自于空压机、矿井提升机、采掘等动力负荷变化较大的机电设备，它在启动、加减速和制动等方面浪费的资源比较大。基于此，结合电子技术的发展应用，像一些变频节能技术在矿山、机械、电力方面得到了广泛重视，在能源紧缺的大环境下得到了推广应用，深受企业的欢迎。

一、 变频节能技术在我矿应用成效综述

以下以我矿为例，介绍变频节能技术在我矿使用得到的成效：我矿在井下共有7002、7042、南五三个空压机房，分布在11、12、14三个水平，为11、12、13、14水平的开拓、掘进、综采工作面生产和事故应急用风。现将7002、7042、南五三个空压机房空气压缩机基本情况见表1和表2。

（一）改造前在用活塞式空压机系统工况分析

主要存在的问题。首先是运行状态不平稳。在改造之前一般地会存在运行状态不平稳的现象。主要问题出现在以50Hz状态运行。一方面是如果空压机气缸内的压力达到了我们设定的0.8MPa数值时，这个时候空压机就会自动关闭进气阀，主要是通过油压来进一步关闭。另一个方面的问题是如果压力下降到我们设定的0.6MPa 下限数值时候，此时，空压机就会打开进气阀。所以生产的工作状况实际决定了用气量会时常变化，这样就导致了空压机经常在半载或轻载下运行。其次是损失电能现象较多。主要体现在如果不能排除满负荷状态下长时间运行的这种可能性，就得靠最大供风量来决定电机容量，这个时候设计冗余量一般都是偏大的。在运行中，轻载运行时间所占的比例是很高的。同时，主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。

表1 原来泵房风泵情况

表2 现在泵房风泵情况

图1

（二） 空压机变频节能原理

空压机变频节能原理如图1所示。它主要是通过改变电动机电源频率来实现电机转速的调节，最终起到高效率、高性能的节能目的。但是需要注意的是，在实际的应用中只要改变频率f，就可以改变电动机的转速。

（三）空压机变频改造方式设计

我矿现有7002泵房它采用的是660V供电电压等级的MLG-30.4/8-185G型双螺杆式空压机三台，配套ACS800变频柜三台，接线柜三台和PLC集控柜一台，更新换代5台活塞式4L-20/8型空气压缩机（380V供电电压等级）。鉴于节能技术的需要我们对其进行技术改造。

1 控制方式。如图2所示，一台变频器控制着一台空压机。然后再通过三个压力变送器等实现着三台空压机联控变频调速运转，并保持压力的恒定，以达到节能的目的。

2 控制系统组成。从图2中我们可以看出，PLC集控柜、变频器、压力变送器等组成了压力闭环控制系统。其中PLC集控柜控制着变频器，并调整变频器的输出频率控制电机转速。

图2 7002压风机泵房空压机变频控制系统原理图

（四）通过使用变频技术改造后的供电系统带来好处

1 节约了电费收益：改造后每月可节省电量267.2（kWh）。

2 实现了品质的提升。这方面主要体现在恒压供风上，它的工作原理主要实现了变送器和集控柜一拖三型式控制，保障了空压机在设定的压力值上正常持续工作。

3 完善了保护功能：通过上面的分析及实际使用情况来看，变频技术较改造之前在超压保护、油细分离器阻塞保护、油过滤器阻塞保护等功能方面得到了完善。

结语

经过上面的阐述分析，总结得到了我矿在具体使用变频技术改造后的节电实际效果，一方面提高了系统设备的效率，满足了实际的生产需求；另一方面在设备的维修费用上也节约了维修费用，更进一步的减少了设备的维护费用。但是随着经济的快速发展和科技技术的不断更新使用，在一些的矿产企业中也要不断地积极推广使用先进的空调变频技术，这样才能逐步满足企业的生产需要，提高生产效率，真正意义上的做到节能环保。

[1]李良仁.变频调速技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2]王占奎.变频调速应用百例[M].北京：科学出版社，1999.

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